Download als pdf, 1,5 MB - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Fakultät für Physik und Astronomie
Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik
Experimentierstationen
in der Grundschule
Schriftliche Hausarbeit für die erste Staatsprüfung für ein
Lehramt an Grundschulen im Frühjahr 2009
eingereicht von
Saskia Wüst
im September 2008
Betreuer: AR Dr. Thomas Wilhelm

Danksagung
Ich bedanke mich herzlich bei allen, die durch ihre Unterstützung zum Gelingen dieser Arbeit
beigetragen haben.
Zunächst vielen Dank an die Grundschule Reichenberg, Frau Ludwig und die vielen Schüler,
die die Stationen mit so großer Begeisterung ausprobiert haben. Die Experimente in einer so
freundlichen und offenen Schule aufbauen zu dürfen war eine große Hilfe.
Ich danke auch Herrn Dr. Schuller, der durch seine tatkräftige Unterstützung und praktischen
Ideen vieles erleichtert, und durch seine Zusage, die Stationen zu pflegen, den Bau erst ermöglicht
hat. Zudem wäre diese Arbeit ohne seine Anregung nie zustande gekommen.
Besonders erwähnt werden müssen auch die Mitarbeiter der Wissenschaftlichen Werkstatt für
Forschung und Lehre, Abteilung Mechanik der Fakultät für Physik und Astronomie, allen
voran Herr Eggermann: Herzlichen Dank für den sorgfältigen Bau der Stationen und die vielen
guten Ideen zur Umsetzung.
Mein Dank gilt auch meinen Eltern und StR Uwe Hoffmann. Sie waren eine große Hilfe,
nicht nur beim Lackieren, Zusammenbauen und Lösen kniffliger Konstruktionsprobleme.
Dem Gymnasium Dinkelsbühl sei für die Dauerleihgabe des begehbaren Kaleidoskops gedankt,
durch die einige Mühe gespart werden konnte.
Danke ebenfalls an den Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik und Prof. Dr. Thomas Trefzger,
ohne deren finanzielle Unterstützung und den zur Verfügung gestellten schönen Arbeitsplatz
der Bau der Experimentierstationen und das Schreiben der Arbeit nicht so einfach möglich
gewesen wären.
Besonders herzlichen Dank an AR Dr. Thomas Wilhelm, den Betreuer meiner Arbeit. Danke
für eine weit über das übliche Maß hinausgehende Unterstützung, sowohl durch Ideen,
Ratschlägen als auch tatkräftige Mithilfe.
Vielen Dank!

Inhalt
1. Einleitung ..............................................................................................................................4
2. Motivation .............................................................................................................................6
2.1.1. Entwicklungspsychologische Grundlagen...............................................................6
2.1.2. Experimente im Sachunterricht ...............................................................................9
2.1.3. Vorteile von Experimentierstationen.....................................................................11
2.2. Warum Experimentierstationen in der Schule? ............................................................12
2.2.1. Befunde verschiedener Untersuchungen ...............................................................13
2.2.2. Einsatzmöglichkeiten in der Schule ......................................................................18
2.2.3. Die Kinderwerkstatt an der Grundschule Reichenberg .........................................20
3. Die Stationen .......................................................................................................................21
3.1. Ziele..............................................................................................................................21
3.2. Planung und Bau...........................................................................................................21
3.2.1. Auswahl der Stationen...........................................................................................21
3.2.2. Bau der Stationen ..................................................................................................25
3.2.3. Texte an den Stationen ..........................................................................................26
3.2.4. Lehrerinformationen..............................................................................................31
3.2.5. Vorschläge für Schülerarbeitsblätter .....................................................................32
3.2.6. Eröffnungsveranstaltung........................................................................................33
3.3. Beschreibung der einzelnen Stationen..........................................................................34
3.3.1. Stationen zu optischen Phänomenen .....................................................................35
3.3.2. Stationen zu akustischen Phänomenen..................................................................43
4. Kurzevaluation ....................................................................................................................47
4.1. Fragestellung und Vorgehen.........................................................................................47
4.1.1. Schülerbeobachtung ..............................................................................................48
4.1.2. Lehrerbefragung ....................................................................................................51
4.2. Ergebnisse.....................................................................................................................54
4.2.1. Schülerbeobachtung ..............................................................................................54
4.2.2. Lehrerfragebogen...................................................................................................69
5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik.........................................................................73
6. Zusammenfassung ...............................................................................................................78
7. Literaturverzeichnis.............................................................................................................80
8. Erklärung nach §30 Abs. 6 LPO I .......................................................................................85
9. Anhang ................................................................................................................................86
9.1. Informationen für Lehrkräfte........................................................................................87
9.2. Schülerarbeitsblätter ...................................................................................................117
9.3. Texte an den Stationen ...............................................................................................135
9.4. Baupläne für die Stationen .........................................................................................162
9.5. Fragebogen .................................................................................................................206
9.6. Beobachtungsbogen....................................................................................................207
9.7. Einzelergebnisse der Besucherbeobachtung beim Tag der Physik ............................208
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1. Einleitung
1. Einleitung
„Physik ist überall“ (Miericke 2004, S. 28) – nur nicht im Sachunterricht der Grundschule.
Zumindest nicht explizit, und schon gar nicht mit Experimenten begreifbar gemacht. So traurig
dies auch klingen mag, ist es doch Realität in den meisten Klassenzimmern.
Dass Kinder im Grundschulalter äußerst gerne physikalische Experimente durchführen und
sehr an physikalischen Phänomenen interessiert sind, ist jedem klar, der sie einmal dabei beobachtet
hat, wie sie begeistert ein solches Phänomen erforschen. Dennoch sind physikalische
Versuche im Unterricht der Grundschule äußerst selten.
Um dem entgegenzuwirken wurden dreizehn Experimentierstationen entwickelt, an denen
Schüler selbstständig experimentieren können. Sie wurden im Rahmen dieser Arbeit angefertigt
und in der Grundschule Reichenberg aufgestellt, um sie dort zu erproben.
Die Vermittlung physikalischer Inhalte und Methoden in der Grundschule ist in der Physikdidaktik
ein hoch aktuelles und sehr interessantes Thema. Dieses wird durch die Experimentierstationen
einmal auf eine andere Art angegangen, die versucht, die Vorteile von außerschulischen
Lernorten, wie z.B. Schülerlaboren, mit den Vorteilen von Unterricht im Klassenzimmer
zu vereinen.
Sowohl in der Physikdidaktik, der Sachunterrichtsdidaktik, der Entwicklungspsychologie als
auch der Neurobiologie wurde und wird untersucht, ob, warum und wie Physik bei jungen
Kindern bereits sinnvoll ist. Auf einige dabei gewonnene Erkenntnisse geht das Kapitel „2.
Motivation“ ein. Dort wird zunächst geklärt, warum in der Grundschule überhaupt experimentiert
werden sollte, indem entwicklungspsychologische Grundlagen beleuchtet und sachunterrichtsdidaktische
Überlegungen dargestellt werden. Dann werden Studien zu außerschulischen
Lernorten beschrieben, anhand derer deutlich wird, dass besonders die feste Installation von
Experimentierstationen in der Schule Erfolg versprechend ist, da sie die meisten langfristigen
Effekte bei den Schülern bewirkt. Auch die vielfältigen Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten
der Stationen werden aufgezeigt.
In Kapitel 3 werden als Schlussfolgerung aus den zuvor vorgestellten Studien die mit den
Stationen verfolgten Ziele erläutert. Außerdem werden bedeutsame Schritte und leitende I-
deen der Planung und des Baus beschrieben. Sehr wichtig sind dabei ein Bezug zum Lehrplan
und die Entwicklung von Arbeitsblättern und einem Lehrerhandbuch, damit der Einsatz im
Unterricht möglichst reibungslos erfolgen kann. Anschließend werden die einzelnen Stationen
kurz beschrieben.
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1. Einleitung
Das vierte Kapitel befasst sich mit der in der Grundschule Reichenberg durchgeführten Kurzevaluation
der Stationen und soll klären, ob die geforderten Ziele erreicht werden. Dazu werden
die durchgeführte Schülerbeobachtung und die Lehrerbefragung vorgestellt und ihre Ergebnisse
diskutiert. Ebenfalls wird ein Vergleich mit einer Studie an ähnlichen Experimentierstationen
durchgeführt.
Zuletzt wird der Einsatz der Stationen beim „Tag der Physik“ der Fakultät für Physik und
Astronomie beschrieben. Die hier gemachten Besucherbeobachtungen werden denen aus der
Grundschule Reichenberg gegenübergestellt.
Im Anhang der Arbeit finden sich das Lehrerhandbuch, die Schülerarbeitsblätter, die an den
Stationen angebrachten Texte und natürlich die Baupläne für die Experimentierstationen. Außerdem
wurden die verwendeten Beobachtungs- und Fragebögen angehängt. Die beiliegende
CD enthält die Inhalte des Anhangs in digitaler Form, die mit dem Programm Autodesk Inventor
2008 erstellten Modelle der Stationen, sowie zwei Zeitungsartikel und einen Radiobericht
über die Experimentierstationen.
Im Folgenden werden Begriffe wie Schüler, Lehrer, etc. geschlechtsneutral verwendet, mit
dem jeweiligen Begriff sind also Schüler und Schülerinnen, Lehrer und Lehrerinnen, usw.
gemeint.
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2. Motivation
2. Motivation
2.1. Warum in der Grundschule experimentieren?
Im Zusammenhang mit naturwissenschaftlichen Experimenten in der Grundschule wird häufig
in Frage gestellt, ob Kinder in dem Alter überhaupt schon in der Lage seien, Versuche
durchzuführen, Beobachtungen zu erklären und zu verstehen. Ist es sinnvoll, mit so jungen
Kindern bereits zu experimentieren? Antworten auf diese Fragen findet man beispielsweise in
der Lern- und Entwicklungspsychologie.
Auch die Didaktik des Sachunterrichts beschäftigt sich seit mehreren Jahrzehnten mit ähnlichen
Problemen. Hier interessiert besonders die Frage, ob Grundschüler bereits in der Lage
sind, erste Schritte in Richtung exakten naturwissenschaftlichen Denkens und Handelns zu
gehen.
Auch zur Planung und Legitimierung von Science Centern sind Überlegungen zu Wirkung
und Sinn von Experimenten nötig. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Aspekt des freien
Experimentierens an interaktiven Exponaten, man sucht nach den Vorteilen, die solche Ausstellungsstücke
bieten.
Alle drei Blickrichtungen auf den Sinn von Experimenten sollen im Folgenden kurz umrissen
werden.
2.1.1. Entwicklungspsychologische Grundlagen
Kinder im Grundschulalter und darunter haben ein natürliches Interesse an Phänomenen aus
Natur und Technik. Ebenfalls sind sie daran interessiert, diese Phänomene zu untersuchen und
zu erklären.
Dieses Interesse dürfte für jeden offensichtlich sein, der einmal die Gelegenheit hatte, sie bei
der Erkundung eines Phänomens zu beobachten. „Beim Experimentieren sind sie mit Freude
und Ausdauer bei der Sache“ (Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung Dillingen
2005, S. 17).
In einer Untersuchung über das Denken von Grundschülern über Phänomene aus Natur und
Technik konnte durch die „Analyse audiovisuell aufgezeichneter Befragungen und unterrichtsähnlicher
Situationen in Kleingruppen“ (Möller 1990, S. 311) die Bereitschaft und das
Interesse, den Phänomenen nachzugehen, ebenfalls festgestellt werden (vgl. ebd., S. 245).
Auch Lück stellte bei einer Untersuchung „mit der Methode der freiwilligen Teilnahme bei
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2. Motivation
konkurrierenden Angeboten“ (Lück 2000, S. 219) fest, dass das Interesse an Experimenten
bereits im Kindergartenalter sehr groß ist: An allen Tagen nahmen über 60% der Kinder freiwillig
an den Versuchen teil, an manchen Tagen sogar über 80% (vgl. ebd.).
Interesse allein reicht jedoch nicht aus, um festzustellen, ob naturwissenschaftliche Experimente
in der Grundschule bereits sinnvoll sind. Neben Bereitschaft und Interesse sind auch
die kognitiven Fähigkeiten wichtig.
Ob Kinder im Grundschulalter bereits in der Lage sind, naturwissenschaftliche Sachverhalte
zu verstehen und zu erklären, wurde von der Entwicklungspsychologie in vielen Untersuchungen
überprüft. Besonderes Augenmerk lag dabei auf dem Erkennen von kausalen Zusammenhängen.
Die Ergebnisse, zu denen diese Untersuchungen kamen, unterscheiden sich teilweise voneinander.
Die älteren Konzepte, beispielsweise von Piaget, werden heute heftig kritisiert, vor
allem die enge Festlegung von Phasen und Altersangaben, die Reifungstheorie und das methodische
Vorgehen.
Dennoch bieten sie viel empirisches Material und stimmen in einigen Punkten überein (vgl.
ebd., S. 75):
Sowohl Piaget, als auch Wagenschein, Zietz, Hansen u.a. verweisen auf eine frühe Phase einer
magisch-animistischen, finalistischen und artifiziellen Kausalitätsauffassung (vgl. ebd.).
Bei magisch-animistischem Denken werden leblosen Dingen Absichten und Bewusstsein zugeschrieben,
beispielsweise könnte ein Sturm damit erklärt werden, dass der Wind so heftig
bläst, weil er sich über etwas ärgert.
Eine finalistische Erklärung beleuchtet den Zweck und Sinn von Sachverhalten. Dieses Denken
fragt „nach dem Zweck eines Zusammenhanges, nicht nach der Wirkursache“ (ebd., S.
57). Beispielsweise leuchtet eine Lampe, damit es hell ist, der Ventilator dreht sich, damit die
Luft sich bewegt.
Artifizialistisches Denken bezeichnet die Tendenz, „die Dinge als das Ergebnis einer menschlichen
Tätigkeit aufzufassen“ (Piaget 1926/1980, S. 205, zit. nach Möller 1990, S. 59). Z.B.
ist ein Schmetterling schön bunt, weil er so gemacht wurde.
Diese von Piaget als „Präkausalität“ (Möller 1990, S. 75) bezeichnete Phase wird bei den o.g.
Autoren übereinstimmend ca. ab dem siebten oder achten Lebensjahr von einer zunehmend
sachlicheren Haltung abgelöst (vgl. ebd.).
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2. Motivation
Sie bezeichnen diese als „Übergang zum realistischen Kausaldenken“ (Zietz, zit. nach Möller
1990, S. 75). Kinder erfassen in dieser Phase nur Wenn-dann-Zusammenhänge, die äußerlich
wahrnehmbar sind. Ob sie sich für das „Wie“ des Geschehens, also auch für nicht sichtbare
Zwischenglieder einer Kausalkette, interessieren, ist unter den Autoren umstritten (vgl. Möller
1990, S. 75.): Wagenschein beobachtet zumindest das Bemühen, Zwischenglieder einzufügen,
Zietz hingegen beobachtet beispielsweise, dass die Kinder bei der Beschreibung eines Autos
nur das „Wenn“ der Vorgänge beachten, nicht das „Wie“.
Gegen Ende der Grundschulzeit, etwa ab dem zehnten oder elften Lebensjahr, wird die Haltung
der Kinder zunehmend kritischer (vgl. ebd., S. 76). Sie stellen eigene Theorien auf und
überprüfen diese, sind dabei allerdings noch auf die konkrete Anschauung angewiesen.
Neuere Untersuchungen von Möller ergaben, dass die Überlegungen von neun- bis elfjährigen
Schülern zu Naturphänomenen sowohl präkausale, als auch situative Wenn-Dann-Aussagen
umfassen (vgl. ebd. S. 312). Sind die Phänomene real vorhanden und erfahrbar, beginnen einige
Schüler im intensiven Gespräch bereits Ursache-Wirkungs-Beziehungen „in allgemeiner
Form“ (ebd.) zu erfassen. Sie können „ihre Lösungsvermutungen sachlich und differenziert
äußern, kritisch behandeln“ (ebd., S. 313) und sind in der Lage Grund-Folge-Beziehungen
gedanklich zu strukturieren.
Insgesamt lassen die Untersuchungen den Schluss zu, dass auch junge Kinder etwa ab dem
siebten Lebensjahr für das Verständnis von naturwissenschaftlichen Sachverhalten nötige
Kausalbeziehungen aufstellen und verstehen können - zunächst nur als Wenn-Dann Beziehungen,
später als zunehmend komplexere Strukturen. Dies ist eine Voraussetzung für den
Einsatz von Experimenten im Unterricht der Grundschule.
Damit die Kinder die Sachverhalte einsichtig verstehen können, ist „die Möglichkeit, das
Denken an der Sache selber, im Untersuchen, Herstellen oder Experimentieren überprüfen zu
können“ (ebd., S. 316) entscheidend.
Die enge Bindung des ersten naturwisschenschaftlichen Unterrichts an Phänomene und Experimente
greift auch Wagenschein auf, laut ihm „kann im anfänglichen Physikunterricht das
Naturphänomen nicht vertreten werden durch noch so exakte quantitative Labor-Effekte und
schon gar nicht durch Modellvorstellungen“ (Wagenschein 1976, zit. nach Fiesser 2000, S.
264). Er behauptet, der „unmittelbare Umgang mit den Phänomenen“ (ebd., S. 253) sei „der
Zugang zur Physik“ (ebd.).
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2. Motivation
Warum Experimente für den Lernprozess wichtig sein können, zeigt auch Piagets Lerntheorie
(vgl. Haller 2003, S. 147): Er sieht Lernen als Abgleich von wahrgenommener Information
und bereits vorhandenen Erfahrungen. Ist es möglich, die neue Information „widerspruchsfrei
in die vorhandenen kognitiven Strukturen einzubauen“ (ebd.), spricht Piaget von Assimilation.
Stehen bereits vorhandene und neue Informationen im Widerspruch zueinander, kann die
Beobachtung nicht mit den alten Vorstellungen erklärt werden. Es müssen neue Konzepte zur
Erklärung entwickelt werden, Piaget spricht von einem Akkomodationsprozess.
In der Schule werden den Schülern laut Fiesser keine den Vorstellungen widersprechenden
Informationen geboten, sondern nur Worte und Symbole, die für die Schüler inhaltsleer bleiben
und den zur Akkomodation nötigen kognitiven Konflikt nicht hervorrufen können (vgl.
Fiesser 200, S. 58 f.). Viel besser geeignet sind hier selbst durchgeführte Experimente, da sie
sehr intensiv und „wirklich“ sind, sodass den Experimentatoren das geistige „Ausweichen
schwer fällt“ (ebd.).
Aus Sicht neuerer, integrativer Lerntheorien ist Lernen ebenfalls ein aktiver Prozess. „Passives
Übernehmen von Lernstoff nach einem bestimmten Schema kann nicht gelingen“ (Haller
2003, S. 145). Das liegt – sehr grob gefasst – daran, dass das Gehirn aktiv an der Wahrnehmung
beteiligt ist und auf Grund von früheren Erfahrungen den eingehenden neuronalen Aktivitätsmustern
Bedeutungen zuweist (vgl. Haller 2003, S. 145) und die Wahrnehmung durch
Aufmerksamkeitsprozesse beeinflusst.
2.1.2. Experimente im Sachunterricht
In der Diskussion um den Sachunterricht der Grundschule sind seit Ende der siebziger Jahre
„Methoden und im Unterricht anzuwendende bzw. zu vermittelnde Verfahren“ (Möller 1990,
S. 45) unumstritten. Gefordert werden Anschaulichkeit, Handlungsorientierung und die Ausbildung
instrumenteller Fähigkeiten wie Sammeln, Ordnen und Beobachten.
Unklar und strittig war lange Zeit, ob Kinder bereits in der Lage sind, erste Schritte auf dem
Weg zur exakten Naturwissenschaft zu beschreiten, oder ob sich der Sachunterricht einzig als
Hilfe bei der Bewältigung der „Lebenswelt“ (ebd., S. 44) verstehen sollte. Diese Streitigkeit
und enge Sicht auf zwei einander widersprechende Pole wurde Ende der Siebziger durch eine
vermittelndere Position abgelöst. Die beiden Pole werden als einander ergänzend, nicht mehr
als Gegensätze deutet.
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2. Motivation
Auch die Gesellschaft für Didaktik des Sachunterricht (GDSU) nennt in ihrem 2002 herausgegebenen
Perspektivrahmen des Sachunterrichts die Formulierung von Spannungsfeldern
zwischen Erfahrungen der Kinder und fachlich gesichertem Wissen als grundlegend für die
didaktische Konzeption (vgl. GDSU 2002).
Hier wurde also ebenfalls eine vermittelnde Sichtweise angestrebt.
Eine der fünf von der GDSU gewählten Perspektiven für die Themen des Sachunterrichts ist
die naturwissenschaftliche. Es geht hier um das Spannungsfeld zwischen „dem Erleben und
Deuten von Naturphänomenen durch die Kinder“ (ebd., S. 7) und „den inhaltlichen und methodischen
Angeboten der Naturwissenschaften“ (ebd.).
Die Schüler sollen u.a. „Naturphänomene im Hinblick auf physikalische Regelhaftigkeiten
untersuchen“ (ebd., S. 8) und „Naturwissenschaftliche Verfahren erarbeiten“ (ebd.).
Dabei sollen die Schüler gezielt wahrnehmen, beobachten, beschreiben, und Fragehaltungen
aufbauen. Experimentieren gehört hier also unbedingt zum Sachunterricht.
Der Lehrplan für die bayerische Grundschule aus dem Jahr 2000 schreibt vor, dass der Heimat-
und Sachunterricht an die Erfahrungen der Schüler anknüpfen, das aktive Lernen fördern
und am Lernbegriff des eigenständigen Konstruierens des Wissens orientiert sein soll (vgl.
Bayerisches Staatsministerium für Kultus und Bildung 2000, S. 35).
Eine „selbsttätige Auseinandersetzung mit der Wirklichkeit sowie ein verweilendes und anschauliches
Lernen mit vielen Sinnen“ (ebd.) sollen Grundlage des Lernens sein.
Forschendes Lernen wird als für die Selbstständigkeit besonders förderliche Lernform genannt,
ebenso wie handelndes Lernen.
Das Lernen des Lernens unterstützen laut Lehrplan u.a. „fachlich ausgerichtete Arbeitsweisen
und -techniken (z. B. Betrachten, Beobachten, Halten und Pflegen, Experimentieren, Diskutieren,
Rollenspiele, Befragen, Arbeiten mit Quellen, Umgehen mit Skizzen und Plänen)“
(ebd.).
Auch im Lehrplan wird demnach das Experimentieren als fester Bestandteil des Sachunterrichts
vorgeschrieben.
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2. Motivation
2.1.3. Vorteile von Experimentierstationen
Welche Vorteile Experimentierstationen haben können, zeigen vor allem Schriften zur Museumspädagogik
interaktiver Science Center auf.
In der modernen Welt sind Erfahrungen in Form von sinnlicher Begegnung mit der Realität
seltener geworden. Sie wurden ersetzt durch Erfahrungen „aus zweiter und dritter Hand“
(Fauser/Irmert-Müller 1996, zit. nach Fiesser 2000, S. 148), wie sie beispielsweise durch das
Fernsehen vermittelt werden. „Ursprüngliches Lernen“ (ebd.) jedoch kann laut Fauser und
Irmert-Müller nur Lernen durch Erfahrung sein, da die sinnliche Begegnung mit der Realität
für den Aufbau einer inneren Wirklichkeit notwendig ist.
Auch in der Schule werden häufig nur Worte und Bilder statt der realen Objekte benutzt, kognitive
Lernformen werden bevorzugt (vgl. Vester 1979 in Fiesser 2000, S. 207). Dadurch
kann es leicht dazu kommen, dass die vielen Vernetzungen, die zwischen den verwendeten
Begriffen und der Realität bestehen, und die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Begriffen
verloren gehen. Es bleibt eine „Kreuzworträtsel-Intelligenz“ (ebd.), die mit der Realität
nur noch wenig zu tun hat.
Der „Erfahrungsverlust“ (Fauser/Irmert-Müller 1996, zit. nach Fiesser 2000, S. 148) und damit
Mangel an ursprünglichem, vernetzendem Lernen kann nur ausgeglichen werden, wenn
man den Kindern eine Vielfalt „praktischer Tätigkeiten und Erfahrungsfelder“ (ebd.) bietet.
Experimentierstationen können hier ein erster Beitrag sein.
Der empirisch gewonnenen Erkenntnis, dass Lernen besser funktioniert, je mehr Sinne angesprochen
werden, wird ebenfalls Rechnung getragen (vgl. Haller 2003, S. 150.): Ein dichtes
Erfahrungsnetz entsteht vor allem, wenn wissenschaftliche Phänomene „über Handeln erfahrbar
gemacht werden“ (ebd.).
An den Experimentierstationen können die Schüler fast alles anfassen, anschauen, anhören –
und, wenn sie unbedingt wollen, sogar schmecken und riechen. Ihnen wird eine weit umfassendere
„Welt der Sinneserfahrung“ (Möller 1990, S. 316) geboten als es im „normalen“ Unterricht
meist der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass an Experimentierstationen die Möglichkeit besteht, so viel Zeit
mit dem Versuch zu verbringen, wie man möchte: Man kann innehalten, etwas wiederholen,
sich Zeit damit lassen – oder einfach schnell weiter gehen (vgl. Haller 2003, S. 145).
11

2. Motivation
Damit kommen die Experimentierstationen ganz automatisch der vielfach genannten Forderung
nach Differenzierung durch individuelle Lernzeit nach.
Ein für den Lernprozess wichtiger Faktor ist die Motivation. Diese wird im Wesentlichen beeinflusst
durch „Selbstbestimmtheit, das Erleben von Kompetenz und die soziale Eingebundenheit“
(ebd., S. 151).
Wie oben bereits erwähnt, ist ein Schüler beim in Betrieb nehmen einer Experimentierstation
sehr frei in seiner Zeiteinteilung. Auch wie der Versuch durchgeführt wird, ist in den meisten
Fällen selbst wähl- oder beeinflussbar, da die Stationen nach Belieben manipuliert werden
dürfen.
Indem sie selbst handeln können, wird den Schülern das Erleben von Kompetenz vermittelt:
Sie können erkennen, was getan werden muss, führen den Versuch eigenständig durch und
machen dabei Beobachtungen.
Soziale Eingebundenheit ist einerseits dadurch gegeben, dass einige Stationen nur zu zweit
genutzt werden können, andererseits dadurch, dass Experimentieren mit anderen zusammen
mehr Spaß macht und das gegenseitige Präsentieren von Phänomenen zur Kommunikation
anregt (vgl. ebd., S. 152).
Sind neben den Experimenten kurze erklärende Texte angebracht, ermöglicht dies den Besuchern
„ihr konstruiertes Wissen mit ihren Erfahrungen, aber auch mit den wissenschaftlich
‚richtigen’ Erklärungen abzugleichen“ (ebd., S. 146).
Ein weiterer, für die Schule sehr wichtiger Vorteil kommt bei den Stationen natürlich hinzu:
Die Stationen sind fertig aufgebaut – dadurch bleibt der Lehrkraft einiges an Vorbereitung
erspart.
2.2. Warum Experimentierstationen in der Schule?
Nachdem nun geklärt ist, warum Experimentieren und interaktive Exponate auch bei jungen
Kindern sinnvoll sind, stellt sich die Frage, warum in einer Schule Experimentierstationen
gebaut werden sollten – man könnte die Schüler schließlich auch in ein Science Center oder
Schülerlabor schicken.
Verschiedene Untersuchungen bieten Hinweise, welche Kriterien für einen bei den Schülern
nachhaltige Effekte auslösenden Besuch in einem Schülerlabor gelten müssen. Diese werden
12

2. Motivation
im Folgenden dargestellt und es wird gezeigt, dass die meisten dieser Kriterien in der Schule
besonders gut erreichbar sind.
Des Weiteren werden Einsatzmöglichkeiten der Stationen in der Schule aufgezeigt, die in
Science Centern oder Schülerlaboren größtenteils nicht möglich wären.
2.2.1. Befunde verschiedener Untersuchungen
Die Wirksamkeit von Schülerlaboren, also Einrichtungen, die, grob gesagt, Schülern „naturwissenschaftliche
Praxisfelder“ (Guderian/Priemer 2008, S. 251) bieten, wurde in vier größeren
Studien untersucht.
Sie sind hier interessant, weil auch in Schülerlaboren das Experimentieren eine wesentliche
Rolle spielt. Daher ist davon auszugehen, dass sich die Ergebnisse zumindest teilweise auf die
Experimentierstationen übertragen lassen.
Engeln stellte in ihrer Untersuchung im Jahr 2004 fest, dass das Interesse der Schüler vier
Monate nach dem Besuch des Schülerlabors signifikant abgefallen war. Eine Vor- oder Nachbereitung
der Besuche im Unterricht fand laut ihren Ergebnissen kaum statt (vgl. ebd., S.
252).
Brandt machte 2005 ähnliche Beobachtungen. Er untersuchte die Wirkung auf verschiedene
Interessenssubkonstrukte und die intrinsische Motivation und fand bis auf eine „kurzfristige
Steigerungen der intrinsischen Motivation und des Selbstkonzeptes“ (ebd.) keine Änderungen
nach dem Besuch.
Neben dem Interesse betrachtete Scharfenberg 2005 auch kognitive Aspekte, genauer den
Wissenserwerb. Auch er stelle fest, dass es außer kurzfristigen Änderungen der Akzeptanz
und des Wissenserwerbs keine Interessenänderungen gibt (vgl. ebd.).
Untersuchung zur Wirksamkeit einer Einbindung in den Unterricht
Die Untersuchung von Guderian 2007 ist für die Experimentierstationen am interessantesten.
Er untersuchte die Interessenentwicklung bei dreimaligem Besuch eines Schülerlabors und die
Auswirkungen einer Einbindung in den Unterricht (vgl. Guderian/Priemer/Schön 2007, S.
215).
Als Interessenkonstrukt wird das nach Krapp verwandt. Er unterscheidet drei verschiedene
Komponenten des Interesses (vgl. ebd., S. 45):
1) Die wertbezogene Komponente ist nötig, da Interessenhandlungen persönlich als besonders
relevant eingestuft werden und die damit einhergehenden Ziele mit den im
Selbstkonzept enthaltenen Einstellungen und Werten kompatibel sein müssen.
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2. Motivation
2) Die kognitive oder epistemische Komponente ist ebenfalls bei jeder Interessenhandlung
vorhanden, da ein Beweggrund für die Beschäftigung mit einem Gegenstand immer
auch das Verlangen nach Erweiterung von Wissen bzw. Verbesserung von Fähigkeiten
ist.
3) Die emotionale Komponente sorgt z.B. für eine positive Gefühlslage vor, während und
nach der Interessenhandlung.
Das aktuelle Interesse wird bei Guderian besonders berücksichtigt. Dieses kann nach Mitchell
über drei Stufen in „eine feste Handlungsbereitschaft“ (ebd.) überführt werden. Auf Stufe eins
stehen Neugier erzeugende „Catch-Komponenten“, die nur einen kurzfristigen Effekt erzeugen.
Stabiler sind hingegen Effekte auf Stufe zwei, für die jedoch bestimmte Bedingungen, so
genannte „Hold-Komponenten“ nötig sind. Beispielsweise könnte das Erkennen einer Sinnhaftigkeit
der durchgeführten Handlungen eine solche „Hold-Komponente“ darstellen.
Erst auf der darauf folgenden dritten Stufe kann das aktuelle Interesse in ein individuelles
Interesse und eine feste Handlungsbereitschaft überführt werden (vgl. ebd.).
Guderian fand, dass Schülerlabore nicht zur langfristigen Entwicklung des Interesses beitragen
können (vgl. Guderian/ Primer 2008, S. 252). Reine Schülerlabore haben nur „Catch-
Charakter“, können also nur Neugierde und einen kurzfristigen Interesseneffekt bewirken
(vgl. Guderian 2006, S.164). Die Neugierde wird nicht in eine stabilisierte Handlungsbereitschaft
überführt.
Gründe für die nur mäßige Wirkung von außerschulischen Lernorten zu finden versuchten
bereits 1978 Falk et al., sie beschränkten sich dabei jedoch nicht auf Schülerlabore, sondern
versuchten ein Modell für alle außerschulischen Lernorte aufzustellen.
Gemein haben alle außerschulischen Lernorte, dass sie den Besuchern neuartige und vorher
meist unbekannte Umgebungen bieten (vgl. ebd., S. 17). Dies kann einen „cognitive overload“
zur Folge haben. Laut der Cognitive-load-Theorie von Sweller wird das Arbeitsgedächtnis
auf drei Arten belastet (vgl. Sweller 1998, S. 259), nämlich durch die Inhalte der dargebotenen
Materialien, also den so genannten „intrinsic cognitive load“ (ebd.), durch die Art der
Darbietung der Materialien, den „extraneous cognitive load“ (ebd.) und durch die zum Lernen
nötigen Aktivitäten, auch „germane cognitive load“ (ebd.) genannt. Da das Arbeitsgedächtnis
nur eine gewisse Kapazität hat (vgl. ebd., S. 252), kann es bei zu starker Belastung zu einem
cognitive overload kommen, einer Überlastung des Arbeitsgedächtnisses. In außerschulischen
Lernorten ist die Darbietung und Präsentation der zu lernenden Inhalte für die meisten Schüler
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2. Motivation
neu, ebenso die Umgebung. Dadurch kann es zu einem oft zu großen „extraneous cognitive
load“ kommen, sodass die Besucher „desorientiert sind und unbehagliche Gefühle entwickeln“
(Guderian 2006, S. 17). Bei Schülern führt dies dazu, dass sie „schlechtere Leistungen
erbringen“ (ebd.).
Untersuchungen von Falk et al. zeigten, dass eine neue Umgebung negative Auswirkungen
auf die kognitive Leistungsfähigkeit hat.
Beispielsweise fielen die Ergebnisse in einem Wissenstest zu den während eines Ausflugs
erlernbaren Inhalten im Vergleich zum Vortest bei Schülern ab, die einen Ausflug in eine völlig
neue Umgebung machten. Bei den Schülern, denen die Umgebung bekannt war, wurde ein
Wissenszuwachs festgestellt.
Diesen Zusammenhang tauften sie „Novel Field-Trip Phenomenon“ (ebd., S. 17).
Allerdings ist eine zu vertraute Umgebung ebenfalls mit negativen Auswirkungen auf die
Leistungsfähigkeit verbunden (vgl. ebd., S. 19). In einer Studie beschäftigten sich Fünftklässler
viel intensiver mit den ihnen gestellten Aufgaben, wenn sie diese nicht in Schulumgebung,
sondern in einem Naturzentrum bearbeiten sollten. Bei Drittklässlern war es gerade anders
herum, sie arbeiteten in der ihnen vertrauten Schulumgebung besser als im Naturzentrum.
Dank der Entdeckung des „Novel Field-Trip Phenomenon“ wurde eine genauere Untersuchung
der Vorteile einer Vor- und Nachbereitung von Ausflügen in außerschulische Lernorte
angestoßen (vgl. ebd., S. 20).
Auch Guderian befasste sich in seiner Untersuchung mit der Frage, welche Effekte eine Einbindung
in den Unterricht haben kann.
Dazu verglich er die zu fünf Messzeitpunkten erfassten Daten über das Interesse der Schüler.
Bei der Versuchsgruppe wurde die „jeweilige Thematik bereits durch den Unterricht eingeführt
und später fortgesetzt“ (ebd., S. 94), die Kontrollgruppe bearbeitete das gleiche Themenfeld,
jedoch ohne Einbindung in den Unterricht.
Das Interesse wurde mittels Fragebögen erfasst. In einer fünfstufigen Skala wurden durch die
Schüler Aussagen wie beispielsweise „Dass wir im UniLab Experimente durchgeführt haben,
ist mir persönlich wichtig.“ (ebd., S. 187) bewertet.
Er fand Hinweise, dass sich durch eine Vor- und Nachbereitung im Unterricht die für eine
längerfristige Interessenänderung notwendige „Hold-Komponente“ ergeben kann (vgl. ebd. S.
153). Besonders bei der epistemischen Komponente des Interesses, also dem Wunsch, mehr
15

2. Motivation
über das Thema zu erfahren, zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen (siehe
folgende Abbildung):
Abb. 1: Auftragung der Messdaten Guderians zur
epistemischen Komponente des aktuellen Interesses
Die Schüler der Gruppe mit Einbindung „hatten ein gleich bleibend konstantes Verlangen,
mehr über die Inhalte zu erfahren“ (Guderian 2006, S. 141), während bei der anderen Gruppe
starke Schwankungen zu erkennen sind (in der Grafik mit * gekennzeichnet sind signifikante
Änderungen zwischen den Messzeitpunkten): Das epistemische Interesse stieg nach den Besuchen
sprunghaft an, um danach wieder stark abzusinken.
Den Schülern war es durch die Einbindung möglich, „den inhaltlichen und methodischen Bezug
des Besuchs im Schülerlabor zum Unterricht“ (ebd.) herzustellen. Sie erkannten, „dass
die Besuche in einem Gesamtzusammenhang stattfanden und nicht losgelöst waren von curricularen
Zusammenhängen“ (ebd.).
Sie ordneten den Besuchen dadurch eine größere Sinnhaftigkeit zu, was laut Mitchell zu einer
Stabilisierung des Interesses beiträgt. Insgesamt schätzten die Schüler „den Wert des außerschulischen
Lernortes nicht schlechter ein“ (ebd.), wenn eine Verbindung zum Unterricht bestand.
Die wertbezogene Komponente des Interesses war bei beiden Gruppen also ähnlich,
ebenso die emotionale.
16

2. Motivation
Reale Situation bezüglich der Einbindung in den Unterricht
Bereits mehrere Forschungsarbeiten haben darauf hingewiesen, dass das Einbinden von Besuchen
außerschulischer Lernorte in den Unterricht sinnvoll ist, auch weil so die Ausbildung
von Fehlvorstellungen vermieden werden kann (vgl. ebd. S. 37).
Diese Einbindung findet in der Realität aber leider kaum statt, wie verschiedene Untersuchungen
zeigen: Griffin et al. fanden, dass „tatsächlich nur sehr wenige Schulklassen auf einen
Besuch in einem Museum vorbereitet werden“ (Guderian 2006, S. 37), ebenso fand eine
Nachbereitung trotz guter Absichten nur selten statt.
Nach Kisiel halten nur 23% der von ihm untersuchten Lehrkräfte es für nötig, dass auch die
Schüler einen Zusammenhang zwischen Unterricht und Besuch im außerschulischen Lernort
erkennen können (vgl. ebd.).
Gründe, warum eine Einbindung so selten stattfindet gibt es viele.
Zum Einen ist sicherlich die geringe fachliche Kompetenz der Lehrkräfte Schuld. Dies liegt
daran, dass die Lehrer z.B. der Grundschule „für naturwissenschaftliche Inhalte schlichtweg
nicht ausgebildet wurden“ (ebd., S. 38), sie also fachfremd unterrichten müssen.
Von der Pädagogischen Hochschule Freiburg wurde eine Fragebogenuntersuchung an Grundschulen
im Regierungspräsidium Freiburg durchgeführt (vgl. Bröll/Friedrich/Oetken 2008, S.
260 f.). In Physik und Chemie schätzten nur 21,4% bzw. 17,4% ihre Kenntnisse als gut/sehr
gut ein, obwohl beispielsweise 40,9% angeben, Physik studiert zu haben.
Die Situation dürfte in anderen Bundesländern noch dramatischer sein, beispielsweise studiert
in Würzburg aktuell im Sommersemester 2008 nur eine Studentin des Lehramts an Grundschulen
mit Hauptfach Physik und es gibt im Bereich Sachunterrichtsdidaktik nur ein einziges
Seminar mit physikalischem Schwerpunkt.
Die Lehrer sind häufig einfach „nicht dazu imstande, Besuche ohne Hilfe adäquat vor- und
nachzubereiten“ (Guderian 2006, S. 38).
Auch sind die Lehrkräfte oft „mit dem zu besuchenden außerschulischen Lernort nicht bekannt“
(ebd.) und nicht gewillt, ihn in ihrer Freizeit vorher zu besuchen. Dies erschwert vor
allem die Vorbereitung des Ausflugs. Auch stellen viele außerschulische Lernorte den Lehrern
„keine Materialien und Handreichungen zur Vor- bzw. Nachbereitung zur Verfügung“
(ebd., S. 39).
Zum Anderen erschweren organisatorische Gegebenheiten sowohl den Besuch als auch die
Einbindung.
Hinderlich für die Exkursion selbst sind beispielsweise „die zeitliche Belastung“ (Klaes 2008,
S. 263) und „finanzielle Probleme“ (ebd.). Selbst ohne Einbindung in den Unterricht muss die
17

2. Motivation
Lehrkraft die Anreise zum außerschulischen Lernort organisieren, bei der Schulleitung eine
Genehmigung einholen, den Eltern Bescheid geben, bei den Schülern Geld einsammeln und
eventuell den Förderverein der Schule um Unterstützung fragen.
Die Lehrkräfte können meistens nicht genau bestimmen, wann der Besuch stattfinden soll.
Wenn beispielsweise das entsprechende Thema am Anfang des Schuljahres durchgenommen
werden soll, der Ausflug wegen Auflagen der Schulleitung aber erst am Ende des Schuljahres
stattfinden kann, ist eine Einbindung schwierig. Auch gibt es bei vielen außerschulischen
Lernorten lange Wartelisten, was genaue Abstimmungen unmöglich macht (vgl. Guderian
2006, S. 39).
2.2.2. Einsatzmöglichkeiten in der Schule
All diese organisatorischen Probleme fallen weg, wenn die Experimentierstationen in der
Schule stehen. Da sie immer da sind, können sie jederzeit in den Unterricht eingebaut werden,
ohne vorher lange einen Ausflug planen zu müssen.
Außerdem sind die Einsatzmöglichkeiten vielfältiger:
• Die Stationen können von den Schülern auch außerhalb des Unterrichts genutzt werden.
Dies ermöglicht ihnen, so viel Zeit mit den Experimenten zu verbringen, wie sie
möchten. Sie können die Versuche ohne Leistungsdruck mit selbst mitgebrachten Gegenständen
verändern, mit Freunden gemeinsam ausprobieren, anderen demonstrieren,
etc.
• Lehrkräfte können ihren Schülern als „Hausaufgabe“ auftragen, sich mit einem bestimmten
Versuch auseinander zu setzen, eventuell mit der Aufgabe schriftlich ihre
Beobachtungen und Überlegungen zu notieren, oder sogar mit einem Arbeitsblatt.
Das Experimentieren könnte so außerhalb des Unterrichts stattfinden, nur die gemachten
Beobachtungen werden gemeinsam besprochen. Dadurch bleibt im Unterricht
mehr Zeit für die Besprechung, und die Schüler können sich beim Experimentieren so
viel Zeit nehmen, wie sie möchten oder brauchen.
Diese beiden Möglichkeiten bestehen natürlich auch z.B. im Science Center, allerdings mit
dem Unterschied, dass man meist nur einen Tag dort verbringt und daher doch nur begrenzt
Zeit für jeden Versuch hat, wenn man alle Versuche ausprobieren möchte.
In außerschulischen Lernorten schwieriger umzusetzen sind folgende Möglichkeiten der Einbindung:
18

2. Motivation
• Die Stationen können, wie der Name bereits andeutet, für ein Stationentraining (auch
Lernzirkel genannt) genutzt werden. Ihre Anzahl sollte so abgestimmt werden, dass es
mit einer nicht zu großen Klasse, also maximal ca. 25 Schülern, möglich ist, die Experimentierstationen
als einzige Stationen des Lernzirkels zu nutzen. Die Schüler müssen
dabei jeweils zu zweit oder zu dritt zusammenarbeiten. Inhaltlich sinnvoller und für
die Schüler abwechslungsreicher ist es jedoch, nur einzelne Stationen herauszugreifen
und in einen Lernzirkel einzubauen, der aus weiteren thematisch abgestimmten Stationen
besteht. Ideal wäre es, wenn die anderen Stationen andere Methoden als das Experimentieren
bieten würden, wie beispielsweise das Lesen von Texten und Beantworten
von Fragen.
• Auch in die Wochenplan- oder Freiarbeit lassen sich die Experimentierstationen gut
einbinden. Gibt man den Schülern ein Arbeitsblatt zu den Stationen vor, ist es auch
möglich, die Ergebnisse, zu denen die Schüler gekommen sind, zu kontrollieren. Führt
man eine Besprechung der Wochenplan- oder Freiarbeit durch, können die schriftlich
festgehaltenen Beobachtungen einen Gesprächsanlass bieten.
• Einige der Stationen sind handlich genug, um sie für eine Unterrichtsstunde mit ins
Klassenzimmer zu nehmen. So kann die Lehrkraft den Versuch demonstrieren und mit
den Schülern besprechen – damit kann weitgehend gewährleistet werden, dass alle
Schüler die gleichen Beobachtungen machen bzw. abweichende Beobachtungen können
diskutiert werden. Steht die Station dann später wieder auf dem Gang, können die
Schüler das Gesehene selbst noch einmal ausprobieren.
Da die Experimentierstationen direkt in der Schule stehen, lässt sich die für das Erzielen von
längerfristigen Interessenänderungen nötige Einbindung in den Unterricht also um einiges
leichter und vielfältiger realisieren.
Durch das Angebot eines Lehrerhandbuchs und Vorschlägen für Schülerarbeitsblätter zu den
Stationen soll das Problem der geringen physikalischen Fachkompetenz umgangen werden.
19

2. Motivation
2.2.3. Die Kinderwerkstatt an der Grundschule Reichenberg
Interessant für die Experimentierstationen ist auch die so genannte Kinderwerkstatt in Reichenberg.
Diese wurde von Herrn Dr. Schuller, einem pensionierten Physiker, gegründet und
besteht aus etwa 20 Senioren. Sie bieten den Schülern in Abstimmung mit den Klassenlehrern
regelmäßig eine individuelle Leseförderung an. Außerdem gibt es weitere Aktivitäten, wie in
der ersten Hälfte des Jahres 2008 z.B. Experimente mit Licht, Schachspielen, einen Computerkurs
zur Rechtschreibung und Bildbearbeitung, eine Frühjahrswanderung, Backen, eine
Kompass- oder Heilkräuterwanderung, Nistkastenbau und Kurse zum Philosophieren (vgl.
Schuller 2008, S. 1). In diesem Halbjahr nahmen etwa 2/3 der Schüler der Grundschule an
mindestens einem Programmpunkt der Kinderwerkstatt teil (vgl. ebd.), woran man die große
Akzeptanz der Angebote erkennen kann. Von der Kinderwerktstatt profitieren sowohl die
Senioren als auch die Kinder, denn die Senioren haben eine neue, sinnvolle Aufgabe und die
Kinder können zusätzliche, fachkundig dargebotene Angebote nutzen.
Für die Experimentierstationen ergeben sich daraus drei große Vorteile. Erstens bietet die
Kinderwerkstatt eine weitere Einsatzmöglichkeit für die Experimentierstationen: Für den
Herbst 2008 ist bereits ein Kurs in Planung, in dem intensiv mit den Kindern an den Stationen
experimentiert werden soll. Dabei werden die Kinder fachkundig betreut, sodass sie die Gelegenheit
erhalten, alle auftretenden Fragen zu stellen und zu diskutieren.
Zweitens konnten der Zusammenbau und das Aufstellen der Stationen in der Grundschule mit
Herrn Dr. Schuller gemeinsam stattfinden, was eine große Hilfe war.
Drittens hat der Initiator der Kinderwerkstatt sich bereit erklärt, die Stationen in Zukunft zu
pflegen und gegebenenfalls zu reparieren. Ohne diese Zusage wäre eine dauerhafte Ausstellung
der Stationen kaum möglich, da bei häufiger Benutzung auch die solideste Station irgendwann
verschleißt. Würde sich niemand um die Reparatur bemühen, wären die Stationen
aufgrund von Fehlfunktionen bald nicht mehr attraktiv und würden nicht mehr genutzt.
20

3. Die Stationen
3. Die Stationen
Im folgenden Kapitel werden die Ziele, die mit den Experimentierstationen erreicht werden
sollen, Kriterien für die Auswahl der Stationen und der Bau der Stationen beschrieben. Außerdem
wird erläutert, wie die Texte, die an den Stationen angebracht werden, aufgebaut sein
müssen und welche Überlegungen bei der Erstellung der Lehrerinformationen und Schülerarbeitsblätter
bestimmend waren.
Schließlich werden kurz Überlegungen zu den einzelnen Stationen dargestellt.
3.1. Ziele
Wie oben gezeigt wurde, können und sollen mit den Experimentierstationen vielfältige Ziele
erreicht werden: Das Experimentieren kann das Selbstkonzept verbessern und die Kommunikation
über physikalische Sachverhalte anregen. Das Interesse der Schüler an naturwissenschaftlichen
Versuchen und Phänomenen soll stabilisiert werden, dazu sollen die Stationen
auch im Unterricht genutzt und so thematisch eingebunden werden. Die Stationen sollen auch
eine Hilfe für die Lehrkräfte sein, denen ein aufwändiges Aufbauen und Vorbereiten der Versuche
erspart bleibt – dadurch kann der Lehrplanforderung nach fachlich ausgerichteten Arbeitsweisen
und -techniken nachgekommen werden. Im Gegensatz zu einem „normalen“
Schülerlabor ist das Einbinden der Stationen im Unterricht jederzeit und ohne großen organisatorischen
Aufwand möglich.
3.2. Planung und Bau
3.2.1. Auswahl der Stationen
Um zu ermöglichen, dass die Experimentierstationen in den Unterricht eingebunden werden
und das Experimentieren für die Schüler attraktiv ist, sind verschiedene Bedingungen zu beachten.
Die Stationen müssen zum Lehrplan passen, einfach handhabbar sein, für die Schüler
ungefährlich sein, usw.
3.2.1.1. Lehrplanbezug
Eine reibungslose Einbindung der Versuche in den Heimat- und Sachunterricht ist nur möglich,
wenn diese zum Lehrplan passen. Daher ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl der
Stationen der Bezug zum Lehrplan für die bayerische Grundschule.
21

3. Die Stationen
Außerdem müssen die Stationen thematisch zueinander passen, denn im Sachunterricht wird
meist auch nur ein Thema zur gleichen Zeit behandelt. Wenn es möglich sein soll, die Versuche
z.B. als Lernzirkel einzusetzen, dürfen sie höchstens Themen umfassen, die im gleichen
Schuljahr im Lehrplan vorgeschrieben werden. Ferner muss eine ausreichende Anzahl an Stationen
vorhanden sein, sodass eine ganze Klasse in Zweier- oder Dreiergruppen verteilt werden
kann. Entsprechend viele Stationen zu entwickeln ist nur möglich, wenn ein Thema entsprechend
ausführlich behandelt wird und es genug passende Versuche gibt.
Besonders viele physikalische Themen werden in der dritten Klasse behandelt (vgl. Bayerisches
Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 192 ff.): Inhalte sind hier „Optische
oder akustische Phänomene“ (ebd., S. 192), „Maschinen helfen bei der Arbeit“ (ebd.)
und „Magnetismus und Elektrizität“ (ebd.).
Von diesen Themen werden die optischen, akustischen und elektrischen Phänomene ausführlicher
behandelt als die anderen. Da die Versuche zur Elektrizität auch als Freihandversuche
sehr einfach durchführbar sind, erscheint es sinnvoller, die Experimentierstationen im Bereich
der optischen und akustischen Phänomene anzusiedeln.
Hier ist zwar nur einer der beiden Inhaltsbereiche verbindlich vorgegeben (vgl. ebd., S. 194),
es kann aber durchaus sinnvoll sein, beide aufzugreifen. Dadurch ist es möglich, wichtige
Unterschiede und Gemeinsamkeiten herauszustellen: Zur Schallausbreitung ist ein Medium
notwendig, bei Licht nicht. Auch die Ausbreitungsgeschwindigkeiten sind sehr unterschiedlich.
Aber sowohl Schall als auch Licht können wir mit unseren Sinnen wahrnehmen – in beiden
Fällen jedoch nur, wenn unsere Sinnesorgane erreicht werden. Der Wellencharakter des
Lichts kann natürlich noch nicht thematisiert werden. Um diesen später aufzugreifen, kann es
aber positiv sein, bereits einmal Schall und Licht verglichen zu haben.
Des Weiteren soll den Lehrkräften die Wahl bleiben, ob sie akustische oder optische Phänomene
durchnehmen möchten. Sie sollen nicht durch die Auswahl der Stationen beeinflusst
werden. Schließlich können und sollen die Schüler die Stationen zum jeweils anderen Thema
auch selbstständig erkunden.
Den Inhaltsbereich der optischen Phänomene gliedert der Lehrplan in zwei Einzelinhalte:
1) „Ausbreitung des Lichts untersuchen“ (ebd.) und
2) „Spiegelphänomene erkunden und anwenden“ (ebd.)
Zu ersterem wird als Hinweis zum Unterricht genauer ausgeführt, dass einfache Versuche zur
geradlinigen Ausbreitung, Streuung und Bündelung von Licht durchgeführt werden sollen
(vgl. Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 194). „Licht in die
22

3. Die Stationen
Spektralfarben (Regenbogenfarben) auflösen“ (ebd.) und „Licht bündeln, z. B. mit der Lupe“
(ebd.) sollen auch thematisiert werden. Im Bereich der Sicherheitserziehung sollen die Entzündungsgefahr
und Gefahren durch Laser behandelt werden (vgl. ebd.).
Ein weiteres optisches Phänomen, nämlich die Schattenbildung, wurde bereits in der ersten
Klasse durchgenommen: Die Schüler sollen mit „Licht und Schatten Erfahrungen sammeln“
(ebd., S. 107) und die „Raum-Lage-Beziehungen zwischen Lichtquelle, Gegenstand und
Schatten bestimmen“ (ebd.). Eine Wiederholung z.B. zu Beginn des Themenkomplexes optische
Phänomene in der dritten Klasse erscheint thematisch passend, daher greift eine der Experimentierstationen
den Bereich der Schattenbildung auf.
Die akustischen Phänomene werden im Lehrplan in drei Einzelinhalte aufgeteilt:
1) „Töne, Klänge, Geräusche durch schwingende Körper und Gegenstände erzeugen und
ihnen zuordnen“ (ebd., S. 194)
2) „Ausbreitung von Schall in Luft, festen Körpern und Wasser“ (ebd.) und
3) „Verstärken oder Bündeln des Schalls“ (ebd.)
Der erste Punkt soll laut den Hinweisen zum Unterricht die Unterscheidungen hohe – tiefe
und laute - leise Geräusche umfassen, erfahrbar gemacht „z. B. durch gespanntes Gummiband
mit verschiedenen Längen“ (ebd.). Auch „Hörrätsel, einfache Flöten“ (ebd.) und das Monochord
werden hier vorgeschlagen.
Die Schallausbreitung in Luft soll sichtbar gemacht werden, z. B. durch Reiskörner auf Tamburin
(vgl. ebd.). Die Ausbreitung von Schall in festen Körpern soll mit Schallträgern, wie
einer Tischplatte, einem Baumstamm, Resonanzkörpern oder einem Schnurtelefon untersucht
werden.
Für die Ausbreitung in Wasser werden als Unterrichtshinweise das Anschlagen einer Stimmgabel
sowie das Zusammenschlagen zweier Steine im Wasser genannt. Leistungsstärkere
Schüler können zusätzlich das Echolot, die Orientierung der Fledermäuse oder die Kommunikation
der Wale kennen lernen (vgl. ebd.).
Das Verstärken oder Bündeln des Schalls soll mit Trichtern, Hörrohren und Lautsprechern
erfolgen. Auch Maßnahmen zum Schutz vor Verkehrs-, Industrie- und Nachbarschaftslärm
können durchgenommen werden (vgl. ebd.).
Damit bieten die Inhaltsbereiche optische und akustische Phänomene viele Gelegenheiten zu
experimentieren. Da sie außerdem recht ausführlich behandelt werden, ist es möglich, eine zur
„Versorgung“ einer Klasse von ca. 25 Schülern ausreichende Anzahl an Experimentierstationen
zu finden.
23

3. Die Stationen
3.2.1.2. Weitere Kriterien
Neben dem Bezug zum bayerischen Lehrplan ist die Möglichkeit, selbst aktiv zu werden, das
wichtigste Kriterium bei der Auswahl der Stationen. Jede Station soll Eigenaktivitäten der
Schüler ermöglichen und sogar erfordern. Die Schüler sollen aus den unter „2.1 Warum experimentieren?“
bereits genannten Gründen experimentieren und sich nicht nur ein Exponat anschauen:
Die Selbstbestimmtheit und freie Zeiteinteilung wirkt motivierend, die Selbstständigkeit
der Schüler wird gefördert, ebenso wie das Lernen des Lernens. Die Schüler können
eigene Erfahrungen sammeln, und zwar mit allen Sinnen. Außerdem kann Lernen nur durch
eigene Aktivität stattfinden.
Eine weitere Anforderung an die Stationen ist die einleuchtende Handhabung. Sie sollten
möglichst so gestaltet sein, dass auf den ersten Blick klar ist, was mit ihnen gemacht werden
bzw. welcher Teil manipuliert werden kann. Dadurch wird wahrscheinlicher, dass sie genutzt
werden: Wenn erst ein langer Instruktionstext gelesen werden muss, bevor man selber etwas
machen kann, schreckt das ab. Zusätzlich wird durch eine einfache Handhabung gewährleistet,
dass die Versuche in den meisten Fällen gelingen, wodurch Frustration verhindert werden
kann.
Auch ist die Hemmschwelle, von der Anleitung abweichende Versuche auszuprobieren, vermutlich
geringer, wenn die Station nicht so kompliziert wirkt. Das selbstständige Variieren
des Versuchs wird begünstigt. Positiv hierfür ist es auch, wenn von vornherein ersichtlich ist,
dass die Station auf vielfältige Weisen genutzt werden kann.
Neben der Handhabung sollten auch die zu machenden Erfahrungen einleuchtend sein: Die
Phänomene sollten leicht und eindeutig zu beobachten sein, sodass der Versuch in den meisten
Fällen als geglückt empfunden wird. Dieses Kompetenzempfinden wirkt, wie unter „2.1.3
Vorteile von Experimentierstationen“ erläutert, motivationsfördernd. Die Erfahrungen sollten
außerdem interessant sein, also für die Schüler zunächst möglichst unbekannt und neu. Dadurch
werden die Stationen und besonders eine Kommunikation über die gemachten Erfahrungen
attraktiver.
Ein mehr praktischer Gesichtspunkt ist die Haltbarkeit und Wartung der Experimentierstationen.
Da sie dauerhaft im Schulhaus ausgestellt und von den Schülern genutzt werden sollen,
müssen sie sehr stabil gebaut sein. Auch eine „unsachgemäße Bedienung“ darf nicht sofort
zur Zerstörung der Stationen führen – schließlich ist das selbstständige Variieren der Versu-
24

3. Die Stationen
che ausdrücklich erwünscht. Zur Verbesserung der Haltbarkeit werden die Stationen lackiert –
dann lassen sie sich bei Verschmutzung leichter reinigen.
Verbrauchsmaterial, das eine häufige Betreuung und Wartung der Stationen nötig macht, darf
nicht für die Versuche nötig sein. Es würde zu ständigen Betriebskosten führen, zu Ärger und
Enttäuschung, wenn das notwendige Material mal wieder nicht aufgefüllt wurde und der Versuch
nicht durchgeführt werden kann, und dazu, dass ständig jemand die Stationen auf Vollständigkeit
überprüfen muss.
Äußerst wichtig ist auch der Sicherheitsaspekt: Eine Verletzungsgefahr für die Schüler muss
unbedingt vermieden werden. Das heißt, dass Gegenstände aus Glas gut gesichert oder weggelassen
werden sollten, keine scharfen Kanten und Ecken an den Stationen sein dürfen, auch
keine herausstehenden Schrauben oder ähnliches (vgl. Holst 2005, S. 71).
Der zum Schutz der Stationen verwendete Lack muss der DIN EN 71-3 entsprechen, also
schweiß- und speichelecht sein: Auch wenn jemand z.B. an den Stationen leckt, dürfen sich
keine Schwermetalle und andere giftige Elemente lösen.
Um den Nachbau der Stationen an anderen Schulen zu ermöglichen, sollte die Herstellung
nicht kompliziert sein und die benötigten Materialien nicht zu teuer. Auch müssen sie leicht
beschaffbar sein. Holz erfüllt alle Bedingungen: Zur Bearbeitung sind im Wesentlichen nur
Säge und Bohrmaschine erforderlich, man kann es im Baumarkt kaufen und Sperrholz oder
Tischlerplatten sind recht preiswert. Etwas teurer, dafür aber schöner und viel stabiler sind
Multiplexplatten, wie sie für diese Arbeit verwendet wurden.
Die restlichen Materialien (Schrauben, Winkel, Lager, etc.) sind ebenfalls im Baumarkt erhältlich,
einige spezielle Teile wie Schalter, Transformatoren oder Prismen können problemlos
im Internet bestellt werde.
3.2.2. Bau der Stationen
Die Baupläne für die Experimentierstationen wurden mit dem Programm Autodesk Inventor
2008 erstellt. Dieses wird auch von der Wissenschaftlichen Werkstatt für Forschung und Lehre,
Abteilung Mechanik der Fakultät für Physik und Astronomie verwendet. Da die Stationen
zu großen Teilen von dieser Werkstatt gefertigt wurden, lag die Verwendung des gleichen
Programms nahe.
25

3. Die Stationen
Es ermöglicht außerdem eine exakte Konstruktion und Bemaßung der Einzelteile der Stationen,
außerdem können diese zu einem dreidimensionalen Modell zusammengefügt werden –
die Bedienung ist denkbar einfach. Alle Pläne befinden sich im Anhang der Arbeit.
3.2.3. Texte an den Stationen
Vor dem Verfassen der Texte, die neben den Stationen angebracht werden sollen, muss festgelegt
werden, welche Aufgaben die Texte erfüllen sollen.
Im Fall der Experimentierstationen sind diese Aufgaben (vgl. Noschka-Roos 1988, S. 12)
- Anleitung geben, was mit der Station gemacht werden kann,
- die Aufmerksamkeit lenken
- und informieren bzw. beim Verstehen der Beobachtungen helfen.
Wichtig ist es, sowohl Merkmale des Textes, als auch Merkmale der Leser zu beachten (vgl.
ebd., S. 13), da Lesen immer ein Wechselwirkungsprozess zwischen beiden ist.
Eine Theorie zur Verständlichkeit von Texten hat beispielsweise Groeben bereits Anfang der
Siebzigerjahre entwickelt (vgl. ebd., S. 45). Er zieht dabei „psycholinguistische Theorien zur
Satzgestaltung und Stilistik heran, informationstheoretische Modelle zur semantischen Dichte
(Redundanz), die Kognitive Lerntheorie […] sowie die motivationale Neugiertheorie“ (ebd.,
S. 45).
Dabei kommt er zu vier für die Textverständlichkeit wichtigen Merkmalsdimensionen (vgl.
Christmann/Groeben 2006, S. 151):
1. Sprachliche Einfachheit
2. kognitive Gliederung/Ordnung
3. Kürze/Prägnanz
4. motivationale Stimulanz
Die Dimension der kognitiven Gliederung erwies sich als am „gewichtigsten für die Verständlichkeit
und am bedeutsamsten für den Aufbau einer kognitiven Struktur“
(Christmann/Groeben 2006, S. 151f.). Es geht dabei sowohl um die inhaltliche Strukturierung,
als auch um die Organisation von Texten.
Da die Kognitive Lerntheorie die Textverarbeitung als Eingliederungsprozess der Textinformation
in eine hierarchisch aufgebaute kognitive Struktur beschreibt, sollte die Ordnung des
Textes diese Eingliederung erleichtern (vgl. ebd., S. 152).
Die Eingliederung fällt leichter, je klarer und stabiler die Ankerkonzepte sind, an die angeknüpft
werden soll, und „je besser die neue Information von bereits etablierten Konzepten
unterscheidbar ist“ (ebd.).
26

3. Die Stationen
Bei der ebenfalls wichtigen Dimension der Einfachheit stellte sich heraus, dass sowohl zu
schwere als auch zu leichte Texte zu schlechten Behaltensleistungen führen (vgl. ebd., S.
156).
Bei zu schweren Texten werden die Leser überfordert, sie können das Gelesene nicht verstehen
und somit auch kaum behalten.
Eine „Maximierung von Verständlichkeit führt nicht notwendigerweise zu einer Verbesserung
von Verstehens- und Behaltensleistung“ (ebd.), da es durch geringe kognitive Anreize zu einer
Unterforderung und damit einer geringeren Lesemotivation kommt.
Optimal sind also aus pädagogischer Sicht mittelschwere Texte, die gerade noch eine „gewisse
Herausforderung“ (ebd.) bieten.
Es existieren noch einige weitere Theorien zur Verständlichkeit, auch ist Groebens Theorie
nicht unumstritten (vgl. Noschka-Roos 1988, S. 46), sie liefert aber „gute Hinweise für das
Schreiben“ (ebd.) und wird z.B. in Seminaren zum Schriftspracherwerb noch immer gelehrt.
Gerade aus den ersten drei Dimensionen lassen sich konkrete Hinweise für das Verfassen der
Texte ableiten (vgl. ebd., S. 25).
Orientiert man sich an der sprachlichen Einfachheit, sollte man (vgl. ebd., S. 25)
- „einfache Sätze mit kurzen Satzteilen“ (ebd.) formulieren,
- „aktive Verben“ (ebd.) verwenden und das Passiv vermeiden,
- „Nominalisierungen und Schachtelsätze“ (ebd.) vermeiden,
- „konkret und anschaulich“ (ebd., S. 26) schreiben
- und „geläufige Wörter verwenden“ (ebd.).
Die Dimension Kürze/Prägnanz legt nahe, „sich auf das Wesentliche zu beschränken, die zu
vermittelnden Inhalte knapp und konzentriert darzustellen“ (ebd.).
Um eine Kognitive Gliederung/Ordnung zu erreichen, sollten
- die Texte „vom Bekannten zum Unbekannten“ (ebd., S. 27) fortschreiten,
- wesentliche Konzepte hervorgehoben werden (vgl. ebd.)
- und der Aufbau des Textes „auch in der äußeren Form deutlich werden“ (ebd.).
Schwieriger zu realisieren ist die Dimension der motivationalen Stimulanz. Vorgeschlagen
wird hier, Probleme mit alternativen Lösungsmöglichkeiten, Vergleiche, Bezüge zu alltäglichen
Situationen und vor allem Fragen (vgl. ebd., S. 28) in den Text einzubauen.
Als besonders förderlich wird die Möglichkeit, selbst aktiv zu werden, dargestellt. Das kann
beispielsweise durch Flips, also Texte oder Bilder, die zumindest teilweise erst sichtbar wer-
27

3. Die Stationen
den, wenn man eine Abdeckung umklappt („flippt“) oder ähnliches, oder manipulierbare Exponate
erreicht werden (vgl. ebd.). Glücklicherweise ist dies bei jeder Experimentierstation
möglich.
Auch die „Leserlichkeit und das gesamte ‚äußere’ Erscheinungsbild eines Textes“ (ebd., S.
29) beeinflussen die Lesemotivation.
Die Leserlichkeit hängt davon ab, welche Schriftarten und -größen verwendet werden. Empfohlen
wird eine Schriftgröße von „24 oder 18 Punkt“ (ebd., S. 30).
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Text gelesen wird, erhöht sich, wenn „die Information, die
man sucht, im Text leicht zu finden“ (ebd., Herv. i. Original) ist. Dies kann man durch Zwischenüberschriften
oder ein „Orientierungssystem“ (ebd.) erreichen: Anweisungen werden
z.B. in einen Kasten gesetzt, Verallgemeinerungen unterstrichen oder Beispiele eingerückt.
Auch die Positionierung der Texte ist wichtig: Sie müssen „den gemeinten Objekten eindeutig
zuzuordnen, möglichst nahe bei ihnen platziert sein“ (ebd.). Natürlich sollten sie bequem lesbar
sein, also nicht auf den Boden geklebt, zu hoch gehängt oder vom Objekt verdeckt werden.
Für die Länge der Texte „gibt es die verschiedensten Ratschläge“ (ebd., S. 29), sie reichen
von „zwischen 21 und 30 Zeilen“ (ebd.) bis zu „höchstens 75 Worten“ (ebd.).
Da die meisten Leser der Texte an den Experimentierstationen noch recht jung sind und teilweise
erst am Anfang des Leselernprozesses stehen, denke ich, dass die Länge der Texte geringer
sein sollte als in „normalen“ Museen.
Hier wird ein wichtiger Aspekt deutlich: Da Textverstehen eine „Wechselwirkung zwischen
Text und Leser“ (ebd., S. 31) ist, muss man sich vor dem Schreiben der Texte überlegen, wen
man damit ansprechen möchte.
Zwar sind die Schüler der Grundschule bereits eine viel homogenere Gruppe als z.B. die Besucher
des Deutschen Museums, dennoch gibt es, wie oben bereits angedeutet, gravierende
Unterschiede. Diese liegen zum einen in der Lesekompetenz, zum anderen aber auch in
Vorwissen, Vorlieben und Interessen.
Bei einem manipulierbaren Exponat, also beispielsweise den Experimentierstationen, sind
einige Besonderheiten zu beachten:
Der Text, „der sagt, wie man damit umgehen kann“ (ebd., S. 22), sollte „eindeutig erkennbar
vom restlichen Text abgehoben sein“ (ebd.).
28

3. Die Stationen
„Das Ergebnis des Versuchs, die Erklärung der aufgetretenen Phänomene, dürfen beim Lesen
der Handlungsanweisung nicht im Blickfeld sein“ (ebd., S. 22f.). So können eigene Erfahrungen
gemacht und eigene Erklärungen entwickelt werden. Die „Antworten“ (ebd., S. 23) können
„als Flips angeboten werden“ (ebd.).
Anhand dieser grundsätzlichen Überlegungen habe ich folgendes Schema für die Texte an den
Experimentierstationen entwickelt:
Abb. 2: Texte an den Stationen - Vorderseite
29

3. Die Stationen
Abb. 3: Texte an den Stationen - Rückseite
Die beiden Seiten werden zusammen auf ein Blatt gedruckt und als Flips bei den Stationen
angebracht. Das für die Texte ausgewählte Papier ist hellgelb. Dadurch ist es leichter zu finden
und das äußere Erscheinungsbild freundlicher.
Die Texte sind jeweils in drei Kästen gefasst und farblich unterlegt. So ist es leicht, z.B. die
Erklärung zu finden. Auch liest man nicht versehentlich bereits die Erklärung und Beschreibung,
bevor man eigene Beobachtungen gemacht hat.
Teilweise sind bereits die Überschriften (Namen der Stationen) als Fragen formuliert, in den
meisten Fällen wird zumindest die Handlungsanweisung mit einer Frage beendet.
Auf der vorderen Seite wird lediglich ein Hinweis gegeben, was mit der Station gemacht werden
kann, bzw. worauf man seine Aufmerksamkeit lenken sollte. Diese Seite soll möglichst
wenig von der Experimentierstation ablenken und nur eine Hilfestellung bieten, wenn nicht
klar ist, was beobachtet oder getan werden soll. Sofern es nötig ist, wird die Handlungsmöglichkeit
durch eine Zeichnung illustriert.
Auf der Rückseite wird im oberen Kasten darauf hingewiesen, wie die gemachte Beobachtung
vertieft oder wie der Versuch variiert werden kann. Im unteren Kasten folgt eine kurze Erklärung
des Phänomens. Der Schwierigkeitsgrad dieser Erklärung ist schwer festzulegen, da die
Schüler sich in ihrem Vorwissen und ihrer Lesekompetenz sehr stark unterscheiden.
30

3. Die Stationen
Ich strebe an, dass die Stationen vor allem in der dritten Klasse in den Unterricht eingebunden
werden. Wenn dies der Fall wäre, wüssten die Viertklässler bereits recht gut über die Stationen
Bescheid. Auch könnten im Unterricht weitere Erklärungen auf entsprechendem Niveau
hinzukommen.
Zielgruppe der Erklärungstexte wären dann vor allem Erst- bis Drittklässler. Ich habe mich
daher bemüht, ein niedriges bis mittleres Niveau zu wählen, teilweise werden die Phänomene
auch nur beschrieben, nicht erklärt. Eine ungefähre Orientierung, an welcher Stelle eine Erklärung
angebracht ist, geben z.B. der bayerischen Lehrplan und die Experimentierbücher für
die Grundschule (Kahlert/Demuth 2007).
3.2.4. Lehrerinformationen
Damit die Lehrkräfte der Schule über Ziele und Inhalte der Stationen informiert sind und diese
möglichst reibungslos in ihren Unterricht einbauen können, wurde ein Lehrerhandbuch zu
den Experimentierstationen verfasst. Nach einer allgemeinen Schilderung der Zielsetzung der
Experimentierstationen werden zu jedem Themengebiet zunächst die physikalischen Grundlagen
in knapper Form erläutert. Dann werden die häufigsten Schülervorstellungen beschrieben
und der Bezug zum bayerischen Lehrplan aufgezeigt. Schließlich werden kurz die Stationen
und die jeweils angestrebten Ziele dargestellt, teilweise werden auch die Schülerarbeitsblätter
erläutert.
Ähnlich wie Materialien, die Lehrkräften beim Besuch von außerschulischen Lernorten zur
Verfügung gestellt werden, sollen diese auch hier „die Lehrkraft ermutigen, flexibel auf das
entstandene Wissen der Schülerinnen und Schüler zu reagieren“ (Klaes 2008, S. 265) und
eher auf „Kontextverständnis als auf Faktenwissen ausgerichtet sein“ (ebd.). Besonders die
physikalischen Grundlagen und die Beschreibung der Schülervorstellungen scheinen hier geeignet
zu sein: Anhand der Schülervorstellungen kann bereits vorhergesehen werden, mit
welchen Fragen und Problemen die Schüler vermutlich zur Lehrkraft kommen. So besteht für
diese die Möglichkeit, sich mit den physikalischen Grundlagen gezielt vertraut zu machen und
dadurch flexibel und selbstsicher den Fragen der Schüler zu begegnen.
Die Darstellung der physikalischen Grundlagen erfolgt möglichst anschaulich und mit vielen
Illustrationen, auch Alltagsbezüge werden aufgezeigt. So soll ein flexibler Umgang ermöglicht
werden.
31

3. Die Stationen
3.2.5. Vorschläge für Schülerarbeitsblätter
Um das Einbinden der Experimentierstationen in den Unterricht für die Lehrer weiter zu vereinfachen
und attraktiver zu gestalten, wurden zu allen Stationen ein oder mehrere Vorschläge
für Schülerarbeitsblätter erstellt. Damit die vorgeschlagenen Arbeitsblätter an den jeweiligen
Unterricht und die jeweils gewünschten Formatierungen angepasst werden können, werden
sie der Schule nicht nur in gedruckter, sondern auch in digitaler Form als Worddokument zur
Verfügung gestellt (eine CD mit allen Materialien findet sich im Anhang).
Beim Erstellen der Blätter wurde darauf geachtet, dass die Bezüge zum bayerischen Lehrplan
auch hier so weit wie möglich aufgenommen werden. Ebenso wie bei den Texten an den Stationen
handelt es sich hier größtenteils um Instruktionstexte. Die Zielgruppe der Arbeitsblätter
sind Drittklässler, da die Stationen besonders gut in den Heimat- und Sachunterricht dieser
Jahrgangsstufe eingebaut werden können. Daher wurden auch hier einfache, klar formulierte
Sätze mit aktiven Verben verwendet (vgl. 3.2.3 Texte an den Stationen).
Es handelt sich bei den Aufgaben auf den Arbeitsblättern um schrittweise Handlungsanweisungen
und Fragen zu den Beobachtungen. Alle Schritte und Fragen sind nummeriert. Dadurch
wird das Einhalten der richtigen Reihenfolge erleichtert. Außerdem wird das Lesen für
Schüler, die noch nicht gut überfliegend lesen können, vereinfacht, da sie nicht jedes Mal
nach dem Ausführen einer Handlung lange im Text suchen müssen, welche Anweisung die
nächste ist.
Um zu verhindern, dass die passende Station lange gesucht werden muss, und um das Erinnern
an die Station bei späterem Betrachten des Arbeitsblattes zu erleichtern, ist auf jedem
Arbeitsblatt die passende Station abgebildet. Felder für Namen und Datum sind vorgesehen,
um die Zuordnung zu erleichtern. Die Lineatur entspricht der in der dritten Klasse üblichen.
Um das Bearbeiten der Blätter ansprechender und interessanter zu gestalten, wurde versucht,
das Notieren der Beobachtungen zu variieren und zu eigenen kreativen Handlungen anzuregen.
Beobachtungen sollen daher manchmal graphisch und nicht nur verbal festgehalten werden.
Wann immer möglich, wird zu eigenen Kreationen angeregt, beispielsweise sollen bei
der Station „Klappspiegel“ eigene Muster und bei der Station „Klangrohre“ ein eigenes Lied
erfunden werden.
32

3. Die Stationen
3.2.6. Eröffnungsveranstaltung
Am Dienstag, dem 08. Juli 2007, fand in der Grundschule Reichenberg eine Eröffnungsveranstaltung
für die Experimentierstationen statt. Eingeladen waren u.a. das Lehrerkollegium, die
Eltern aller Schüler der Schule mit den Schülern und Herr Hügelschäffer, der Bürgermeister
von Reichenberg.
Abb. 4: Eröffnungsveranstaltung
Die Anwesenden wurden darüber informiert, wie es zum Bau der Stationen für die Grundschule
kam, welche Überlegungen hinter der Auswahl stehen und was die Ziele sind, die mit
den Stationen erreicht werden sollen.
Danach bestand für alle die Möglichkeit, die Stationen selbst auszuprobieren und eventuell
offen gebliebene Fragen zu stellen.
33

3. Die Stationen
Abb. 5: Ausprobieren der Stationen
Durch diese Veranstaltung sollte gewährleistet werden, dass einerseits die Elternschaft der
Schule über die Experimentierstationen informiert ist. Andererseits wurde die Aufmerksamkeit
aller auf die Stationen gelenkt, sodass diese hoffentlich leichter einen Platz im Schulleben
zugewiesen bekommen.
3.3. Beschreibung der einzelnen Stationen
Im Folgenden werden die einzelnen Experimentierstationen kurz vorgestellt. Dazu wird jeweils
der Lehrplanbezug aufgezeigt und die mit der Station bei den Schülern zu erreichenden
Ziele dargelegt. Wenn nötig und sinnvoll, werden physikalische Besonderheiten erklärt. Zu
fast jeder Station werden zur Veranschaulichung Foto und Skizze abgebildet.
Zusätzlich werden im Lehrerhandbuch im Anhang (siehe „9.1 Informationen für Lehrkräfte“)
Schülervorstellungen zu den einzelnen Themenbereichen beschrieben und ein Überblick über
die physikalische Grundlagen gegeben. Auch Lehrplanbezug und Zielsetzung der einzelnen
Stationen werden dort noch einmal erläutert.
Die Reihenfolge, in der die Stationen in diesem Kapitel beschrieben werden, entspricht derjenigen
im Lehrerhandbuch. Zuerst werden im Teil „3.3.2. Stationen zu optischen Phänomenen“
die Stationen aufgeführt, die sich mit dem Sehen im Allgemeinen befassen, dann folgen
Experimente mit Farben, darauf Spiegelphänomene. Der Teil „3.3.2. Stationen zu akustischen
34

3. Die Stationen
Phänomenen“ beginnt mit Versuchen zur Schallerzeugung, auf die Stationen zur Schallausbreitung
folgen.
Ideen und Anregungen für die einzelnen Stationen wurden in verschiedenen Science Centern
gewonnen, z.B. dem Universum in Bremen und dem Technorama in Winterthur, außerdem in
der Wanderausstellung „Miniphänomenta“ der Universität Flensburg. Auch Lernwerkstätten,
Lehrbücher und Experimentierbücher für die Grundschule wurden zu Rate gezogen (Jennings
1992, Kahlert 2007, Meier 2002).
3.3.1. Stationen zu optischen Phänomenen
Station „Schatten“
Abb. 6: Station „Schatten“
Die Experimentierstation „Schatten“ greift den für den Heimat- und Sachunterricht der ersten
Klasse vorgeschriebenen Themenbereich „Mit Licht und Schatten Erfahrungen sammeln“
(Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 107) auf. Weiter heißt es
dort, es sollen die „Raum-Lage-Beziehungen zwischen Lichtquelle, Gegenstand und Schatten“
(ebd.) bestimmt werden. Als Unterrichtsvorschläge werden „Schattenlage, Schattenlänge;
Schattenentstehung erklären“ (ebd.) genannt.
Genau diese Erkenntnisse können an der Station „Schatten“ gewonnen werden. Die Schüler
sollen hier Erfahrungen mit Schatten sammeln. Auf einem Brett stehen verschiedene Gegenstände
zur Verfügung, beispielsweise Würfel, Kugeln und Zylinder, eine recht bewegliche
Lampe mit Schwanenhals ist seitlich am Brett befestigt.
Der neben der Station angebrachte Text fordert auf zu untersuchen, ob alle Gegenstände einen
Schatten haben, und wie der größte Schatten erzeugt werden kann. Auf der Rückseite wird
aufgetragen, dafür zu sorgen, dass der Schatten auf der anderen Seite des Gegenstands auf-
35

3. Die Stationen
taucht und zu erklären, wie ein Schatten entsteht. Diese Erklärung wird im unteren Teil des
Textes umrissen.
Mit den Arbeitsblättern erkunden die Schüler zunächst frei die Schatten verschiedener Körper.
Dann sollen sie herausfinden, was die Form des Schattens mit der Form des Körpers zu
tun hat. Auch der Zusammenhang zwischen der Lage des Schattens und der Position der
Lichtquelle wird thematisiert.
Ebenso wie auf dem Texte neben der Station werden die Kinder hier angewiesen, durch Ausprobieren
herauszufinden, wie man große und kleine Schatten erzeugen kann.
Wünschenswert wäre es, wenn die Schüler anfingen, frei zu experimentieren, also z.B. eigene
Gegenstände benutzten, auch die eigenen Hände, etc.. Durchsichtige Gegenstände könnten
besonders interessant sein.
Station „Kinorad“
Abb. 7: Station „Kinorad“
Ein nicht rein physikalisches Themengebiet schneidet die Station „Kinorad“ an, hier geht es
mehr um die menschliche Wahrnehmung als um Physik. Ein Lehrplanbezug findet sich beispielsweise
in der zweiten Jahrgangsstufe, dort geht es um die „Freizeitgestaltung im Wandel
der Zeit“ (Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 111). Es könnte
in diesem Zusammenhang die Entwicklung der „bewegten Bilder“ vom Daumenkino, über
das Praxinoskop bis hin zum Fernsehen besprochen werden, die eine große Veränderung in
der Freizeitgestaltung vieler Menschen bewirkte. Auch im dritten Schuljahr existiert mit dem
Thema „Seherlebnisse“ (ebd., S. 193) ein Lehrplanbezug. Hier könnten auch Sinnestäuschungen
aufgenommen und ein Bezug zu den beiden unten beschriebenen Stationen mit den optischen
Täuschungen hergestellt werden.
Beim Kinorad blickt man durch die Schlitze in einer drehbar gelagerten Scheibe jeweils auf
das gegenüberliegende, an der anderen Scheibe angebrachte Bild. Die einzelnen Bilder geben
36

3. Die Stationen
einen Bewegungsablauf wieder, wobei nebeneinander liegende Bilder sich immer nur leicht
unterscheiden. Dreht man die Scheibe nun an, kann das Auge ab einer gewissen Geschwindigkeit
keine einzelnen Bilder mehr erkennen – sie verschmelzen zu einer Bewegung.
Dabei ist es wichtig, dass man nur durch die Schlitze schaut und so die Bilder immer durch
ein Stück Scheibe voneinander getrennt werden. Schaut man nicht durch die Schlitze auf die
Bilder, verschmelzen diese einfach zu einem undefinierbaren Streifen.
Die Schüler können an dieser Station erkunden, wie die Illusion einer Bewegung zustande
kommt. Beim Vergleich der einzelnen Bilder miteinander sollen sie feststellen, dass diese sich
immer nur sehr wenig voneinander unterscheiden. Dabei üben sie, genau hinzuschauen und
Beobachtungen miteinander zu vergleichen. Auch können sie herausfinden, dass die Bilder
erst ab einer gewissen Drehgeschwindigkeit miteinander verschmelzen. Daraus können Rückschlüsse
auf die Funktionsweise der Bewegungsillusion beim Fernsehen gezogen werden und
ein für die Schüler sehr spannender Alltagsbezug hergestellt werden.
Station „Scheibe oder Tunnel?“
Abb. 8: Station „Scheibe oder Tunnel“
Ähnlich wie bei der Station „Kinorad“ geht es auch bei „Scheibe oder Tunnel?“ vor allem um
die menschliche Wahrnehmung. Im Lehrplan wird diese in der dritten Klasse unter „Seherlebnisse“
(Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 193) gefasst, im
Unterricht soll man „Möglichkeiten des Sehsinns spielerisch erkunden“ (ebd.).
Die Station besteht aus einer Scheibe, auf die mehrere exzentrische Kreise gemalt sind. Dreht
man die Scheibe, glaubt man in einen dreidimensionalen Tunnel oder Kegel zu schauen.
Diese optische Täuschung wird „Stereokinetisches Phänomen“ genannt, wie sie genau erklärt
werden kann, ist noch strittig. Eine Theorie versucht das Phänomen damit zu erklären, dass
unser visuelles System versucht, die Geschwindigkeitsunterschiede (Punkte, die weiter außen
auf der Scheibe liegen, bewegen sich schneller also solche, die weiter innen liegen) zu mini-
37

3. Die Stationen
mieren (vgl. Beghi et al. 1991, S. 425ff.). Dies kann gelingen, wenn man „annimmt“ (nicht
bewusst!), dass die sich langsamer bewegenden Punkte weiter weg sind. Denn Dinge, die weiter
weg sind, sehen kleiner aus. Auch die Strecken, die sie zurücklegen, sehen kleiner aus, es
wirkt, als würden sie sich langsamer bewegen.
Die Schüler sollen hier erfahren, dass unsere Wahrnehmung sich leicht täuschen lässt. Dazu
lernen sie eine optische Täuschung kennen. Sie können durch freies oder systematisches Variieren
feststellen, dass die Täuschung unabhängig von der Drehrichtung funktioniert und auch
die Drehgeschwindigkeit kaum Einfluss hat. Diese beiden Änderungen der Randbedingungen
werden auch auf dem Text neben der Station und dem Arbeitsblatt vorgeschlagen.
Station „Welches ist größer?“
Abb. 9: Station „Welches ist größer?“
Genau wie bei der zuvor beschriebenen Experimentierstation, handelt es sich bei „Welches ist
größer?“ um eine optische Täuschung. Daher ist auch die Lehrplaneinordnung identisch, passend
ist auch hier der Bereich „Seherlebnisse“ (Bayerisches Staatsministerium für Unterricht
und Kultus 2000, S. 193) mit der Konkretisierung „Möglichkeiten des Sehsinns spielerisch
erkunden“ (ebd.).
Die Station besteht aus zwei deckungsgleichen Holzstücken (siehe Abb. 9). Die äußere und
die innere Kante eines Holzstücks sind jeweils Kreisbögen mit dem gleichen Radius, sodass
die Hölzer aneinander passen. Die äußere Kante ist jedoch länger. Legt man die Holzstücke
aneinander, scheint das hintere Holzstück kleiner zu sein. Die kurze Seite des hinteren Holzstücks
wird automatisch mit der langen Seite des vorderen Stücks verglichen und logischerweise
als länger bewertet. Daher scheint die ganze vordere Figur länger zu sein.
Wieder sollen die Schüler eine optische Täuschung kennen lernen, wobei die Erklärung des
Phänomens hier so reduzierbar ist, dass auch Schüler sie verstehen können.
38

3. Die Stationen
Station „Licht mischen“
Abb. 10: Station „Licht mischen“
Im Lehrplan für die dritte Jahrgangsstufe wird „Licht in die Spektralfarben (Re genbogenfarben
[sic!]) auflösen“ (Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 194)
als Unterrichtshinweis gegeben. Bei der Experimentierstation „Licht mischen“ kann der entgegengesetzte
Vorgang beobachtet werden: Die Schüler können ausprobieren, was passiert,
wenn man mit rotem, grünem und blauem Licht die gleiche weiße Fläche beleuchtet. Dabei
können die drei farbigen Lampen einzeln an- und ausgeschaltet werden.
Dieses Phänomen steht zwar nicht direkt im Lehrplan, kann aber dem Themenbereich „Ausbreitung
des Lichts untersuchen“ (ebd.) durchaus zugeordnet werden und ergänzt die Aufspaltung
des Lichts in die Spektralfarben sinnvoll.
Die Beobachtungen beim Mischen von Licht widersprechen den Erfahrungen, die die Schüler
beim Mischen von z.B. Wasserfarben gemacht haben und sind daher besonders interessant.
Station „Farbschlucker“
Abb. 11: Station „Farbschlucker“
Auch die Experimentierstation „Farbschlucker“ passt zum Lehrplaninhalt „Licht in die Spektralfarben
(Re genbogenfarben [sic!]) auflösen“ (ebd.). Zusätzlich werden im Fach Kunsterziehung
in der ersten Jahrgangsstufe das „Erproben und Anwenden der Primärfarben (rot-
39

3. Die Stationen
gelb-blau)“ (ebd., S. 41), das „Mischen und Kombinieren“ (ebd.) von Farben, sowie das
„Kennen der Farbbezeichnungen“ (ebd.) vorgeschrieben, es besteht also auch im Fach Kunst
ein Bezug zur Station, zumal das Mischen von Farben eine in allen Jahrgangsstufen nutzbare
Technik ist.
An der Station können ein gelber, ein magentafarbener und ein cyanfarbener Filter voreinander
geschoben werden. Dabei können die Schüler beobachten, welcher neue Farbeindruck
entsteht, wenn man jeweils zwei Filter voreinander schiebt, und dass die Filter schwarz aussehen,
wenn man alle drei voreinander schiebt. Diese Farbmischung entspricht dem Mischen
von Wasserfarben, sie wird auch subtraktive Farbmischung genannt, da immer ein Teil des
Lichts vom Farbstoff absorbiert, also subtrahiert, wird. Den Bezug zur Farbmischung im
Wasserkasten sollen auch die Schüler feststellen.
Station „Weißes Licht - oder nicht?“
Abb. 12: Station „Weißes Licht – oder nicht?“
Mit der Experimentierstation „Weißes Licht – oder nicht?“ lässt sich „Licht in die Spektralfarben
(Regenbogenfarben) auflösen“ (ebd). Die Station greift also einen Unterrichtshinweis
des Lehrplans direkt auf.
Die Lampe leuchtet den Spalt vollständig aus. Die Linse bildet den ausgeleuchteten Spalt
scharf ab. Hinter der Linse trifft das Licht auf das Kristallglasprisma. Wurde das Prisma so
gedreht, dass das Lichtbündel auf einer Seite ins Prisma eintritt und auf einer benachbarten
Seite wieder austritt, wird das Licht zweimal an den Grenzflächen gebrochen. Da der Brechungsindex
von der Wellenlänge abhängt, werden die verschiedenen Farben unterschiedlich
stark gebrochen. Diese Abhängigkeit von der Wellenlänge nennt man Dispersion (vgl. Tipler
2004, S. 1014). Sie ist bei Kristallglas recht hoch, rotes Licht wird nicht so stark gebrochen
wie blaues. Dadurch ist das zuvor weißt Licht nach Austritt aus dem Prisma in seine Spektralfarben
zerlegt.
40

3. Die Stationen
Das Prisma im Versuchsaufbau ist drehbar gelagert. Die Schüler können so den Winkel, unter
dem das Licht einfällt, verändern, bis auf der Wand ein Spektrum zu sehen ist. Sie sollen erfahren,
dass weißes Licht aus Licht aller Farben besteht.
Station „Klappspiegel“
Abb. 13: Station „Klappspiegel“
Die Experimentierstation „Klappspiegel“ bezieht sich auf den im Lehrplan für die dritte Jahrgangsstufe
vorgeschriebenen Bereich „Spiegelphänomene erkunden und anwenden“ (Bayerisches
Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 194). Als Unterrichtshinweise
werden genannt „Licht mit Spiegeln umleiten; Spiegelsymmetrie: Spiele mit Spiegeln, z. B.
Spiegelschrift, Kaleidoskop, Spiegellabyrinth, Periskop; Spiegelbilder auf der Wasseroberfläche,
Glas, polierten Flächen o. Ä. betrachten; Lagebestimmung des Spiegelbildes: den Abstand
von Bild und Spiegelbild zur Spiegeloberfläche betrachten, Bewegungsrichtung im
Spiegel verfolgen“ (ebd.). Von den Hinweisen sind die meisten an dieser Station durchführbar.
Aber auch im Mathematikunterricht lässt sich die Station für den in der dritten Klasse vorgesehenen
Bereich „Symmetrische Figuren entdecken, erstellen, zeichnen und beschreiben“
(ebd, S. 186), nutzen, „Spiegeln“ (ebd.) wird sogar explizit als Unterrichtshinweis gegeben.
Die Station besteht aus zwei Spiegeln, die wie ein Buch klappbar miteinander verbunden sind.
Einer ist fest auf der Tischplatte montiert, der andere lässt sich drehen. Dadurch können verschiedene
Winkel zwischen den Spiegeln eingestellt werden, sodass sich ein zwischen die
Spiegel gestellter Gegenstand unterschiedlich oft spiegelt. Durch geschickte Wahl der Winkel
lassen sich schöne Muster erzeugen.
Erstaunliches zeigt der Klappspiegel bei einem Winkel von 90°: Blickt man nun in den Spiegel,
sieht man sich so, wie einen andere sehen. Der Spiegel vertauscht jetzt rechts und links.
41

3. Die Stationen
Beim Experimentieren an der Station sollen die Schüler Mehrfachspiegelungen erkunden und
herausfinden, dass die Anzahl der Spiegelungen vom Winkel zwischen den Spiegeln abhängt.
Aber auch grundlegendere Erkundungen von Spiegelphänomenen können und sollen am
Klappspiegel gemacht werden, besonders wenn dieser ganz aufgeklappt wird: Die Schüler
sollen mit den zur Station gehörenden Arbeitsblättern herausfinden, was der Spiegel vertauscht.
Station „Kaleidoskop“
Abb. 14: Station „Kaleidoskop“
Das Kaleidoskop wird im bayerischen Lehrplan für die dritte Jahrgangsstufe, wie oben bereits
erwähnt, ausdrücklich aufgeführt: „Spiele mit Spiegeln, z. B. Spiegelschrift, Kaleidoskop,
Spiegellabyrinth, Periskop“ (ebd.)
Genau wie die kleinen handelsüblichen Kaleidoskope, besteht das begehbare Kaleidoskop aus
drei Spiegeln, die jeweils in einem Winkel von 60° zueinander angeordnet sind. Dadurch
spiegelt man sich nicht nur einmal, sondern sieht sich unendlich oft – das Spiegelbild wird
wieder und wieder gespiegelt.
Die Schüler sollen sich an dieser Station darüber Gedanken machen, warum man sich nicht
nur einmal sieht. Haben sie die Station „Klappspiegel“ bereits erkundet, sind ihnen Mehrfachspiegelungen
bereits bekannt. Auch die Funktionsweise „normaler“ Kaleidoskope kann anhand
des begehbaren Kaleidoskops entdeckt werden.
42

3. Die Stationen
3.3.2. Stationen zu akustischen Phänomenen
Station „Klangrohre“
Abb. 15: Station „Klangrohre“
Der im Lehrplan für die dritte Jahrgangsstufe vorgeschriebene Inhaltsbereich „Ausbreitung
des Schalls untersuchen“ (Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S.
194) wird durch den Einzelinhalt „Töne, Klänge, Geräusche durch schwingende Körper und
Gegenstände erzeugen und ihnen zuordnen“ (ebd.) näher beschrieben. Besonders der hier gegebene
Unterrichtshinweis „hohe - tiefe, laute - leise Geräusche“ (ebd.) lässt sich sehr gut der
Station „Klangrohre“ zuordnen.
Die Experimentierstation besteht aus acht verschieden langen Regenfallrohren. Ihre Längen
sind so abgestimmt, dass beim Anschlagen der Rohre die Töne c’, d’, e’, f’, g’, a’, h’, c’’ erklingen.
Die Längen der Rohre lassen sich aus der gewünschten Frequenz f berechnen:
Schlägt man eines der Rohre an, geraten die Luftteilchen im Rohr in Bewegung, eine stehende
Welle entsteht. An den offenen Enden des Rohrs befindet sich jeweils ein Schwingungsbauch,
die Wellenlänge der Grundschwingung entspricht also genau der Länge des Rohrs. Alle anderen
stehenden Wellen, die sich im Rohr bilden können, sind Oberschwingungen der Grundschwingung
und haben eine Wellenlänge, die ein ganzzahliges Vielfaches der Rohrlänge ist.
Kennt man nun die Schallgeschwindigkeit v Schall in Luft, lässt sich aus der gewünschten Frequenz
f die Wellenlänge λ und somit die Länge l des Rohrs berechnen:
l
= λ =
Zu beachten ist, dass die Schallgeschwindigkeit in Luft temperaturabhängig ist. Für den Bau
m
der Station wurde der Wert v Schall
= 330 verwendet. Die zu den oben genannten Tönen gehörigen
Frequenzen sind Tabelle 1 zu
s
entnehmen.
v
Schall
f
43

3. Die Stationen
Ton
Frequenz/Hz
c’ 264 Hz
d’ 297 Hz
e’ 330 Hz
f’ 352 Hz
g’ 396 Hz
a’ 440 Hz
h’ 495 Hz
c’’
528 Hz
Tabelle 1
Die Schüler sollen hier beobachten, dass die erzeugten Töne tiefer sind, je länger das Rohr ist.
Auch wie laute und leise Töne hervorgerufen werden können, kann herausgefunden werden.
Station „Klingende Saite“
Abb. 16: Station „Klingende Saite“
Das „Monochord“ (Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 194)
wird im Lehrplan der dritten Klasse in den Unterrichtshinweisen zum Inhalt „Töne, Klänge,
Geräusche durch schwingende Körper und Gegenstände erzeugen und ihnen zuordnen“ (ebd.)
erwähnt.
Es besteht – wie der Name bereits andeutet – aus nur einer Saite mit Resonanzkörper. Mit
Hilfe eines Holzkeils lässt sich die Länge der angezupften Saite verändern. Je größer die Saitenlänge
l ist, desto tiefer ist der Ton. Auch die Saitenspannung σ und die Massendichte ρ der
Saite beeinflussen die Tonhöhe, also die Frequenz f der erzeugten stehenden Welle (vgl.
Tipler 1994, S. 440):
f
1
=
2l
σ
ρ
Die Schüler sollen hiervon jedoch lediglich die Abhängigkeit der Tonhöhe von der Länge der
angezupften Saite erkennen. Da die Bewegung der Saite nach dem Anzupfen recht deutlich
44

3. Die Stationen
sichtbar ist, können sie auch auf die Notwendigkeit einer sich bewegenden Schallwelle kommen.
Auch der Unterschied zwischen lauten und leisen Tönen soll an der Station „Klingende
Saite“ erkundet werden. Hinweise auf diese drei Beobachtungen und darauf, welche Randbedingungen
variiert werden können, bekommen die Schüler sowohl von den Stationstexten als
auch den Arbeitsblättern.
Station „Geräusche im Holz“
Abb. 16: Station „Geräusche im Holz“
Die Experimentierstation „Geräusche im Holz“ greift das Thema „Ausbreitung von Schall in
Luft, festen Körpern und Wasser“ (ebd.) aus dem bayerischen Lehrplan für die dritte Jahrgangsstufe
auf. Dort wird für den Unterricht sogar auf „Schallträger wie Tischplatte oder
Baumstamm“ (ebd.) hingewiesen.
Ein Baumstamm dient bei der Station als fester Körper, an dem die Schallausbreitung in Feststoffen
untersucht werden kann. Hält man sein Ohr an die Schnittfläche des Stamms, kann
man beispielsweise das Ticken einer an die andere Seite gehaltenen Armbanduhr deutlich
hören. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in Holz ist viel größer, als die in Luft, sie
m
m
beträgt parallel zur Faser zwischen 4000 und 6000 (vgl.
s s
http://de.wikipedia.org/wiki/Holz).
Ziel dieser Station ist, dass die Schüler erkennen, dass Schall auch durch Feststoffe weitergeleitet
werden kann.
45

3. Die Stationen
Station „Richtungshören“
Abb. 17: Station „Richtungshören“
Die Station „Richtungshören“ passt gut zum Lehrplaninhalt „Bedeutung des Ohrs erfahren“
(Bayerisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus 2000, S. 193) mit den Einzelinhalten
„Hörerlebnisse“ (ebd.) und „Leistung und Aufbau des Ohrs“ (ebd., S. 194). Auch das
„Verstärken oder Bündeln des Schalls“ (ebd., S. 194) mit einem „Trichter“ (ebd.) aus dem
Themenbereich „Ausbreitung des Schalls untersuchen“ (ebd.) ist passend.
Zum „Richtungshören“ hält man sich auf jedes Ohr einen Trichter, die Trichter sind mit einem
Schlauch verbunden, dessen Mitte markiert wurde. Wenn man nur wenige Zentimeter
links oder rechts von der Mitte auf den Schlauch klopft, ist der Unterschied bereits hörbar.
Die Töne kommen mit einem winzigen Zeitunterschied Δt an unseren Ohren an. Schlägt man
einen Zentimeter links von der Mitte an, muss der Schall zum rechten Ohr eine Strecke von
zwei Zentimetern mehr zurücklegen, der Streckenunterschied beträgt also Δl=2cm. Der Zeitunterschied
Δt beträgt bei einer Schallgeschwindigkeit v Schall =330 dann
m
s
Δl
Δt
=
v
Schall
≈ 6 ⋅10
−5
s = 60μs
. Dieser winzige Unterschied genügt für unser Gehirn bereits,
um die Richtung festzustellen.
An dieser Station erfahren die Schüler, wie genau unsere Ohren wahrnehmen können, aus
welcher Richtung ein Geräusch kommt. Wenn sie den Versuchaufbau variieren, indem sie in
einen Trichter hinein flüstern und am anderen lauschen, können sie auch die Schallbündelung
mit einem Trichter oder einem Hörrohr untersuchen.
46

4. Kurzevaluation
4. Kurzevaluation
4.1. Fragestellung und Vorgehen
Aus den unter „2.2.1 Befunde verschiedener Untersuchungen“ und unter „3.1 Ziele“ erläuterten
Überlegungen ergeben sich einige Fragen für die Kurzevaluation. Einerseits ist von Interesse,
ob die Experimentierstationen in den Heimat- und Sachunterricht der verschiedenen
Lehrkräfte eingebaut werden. Andererseits stellt sich die Frage, wie die Schüler auf die Stationen
reagieren: Sind die motivationsfördernden Faktoren Selbstbestimmtheit, Erleben von
Kompetenz und soziale Eingebundenheit tatsächlich gegeben? Wird eine Kommunikation
über physikalische Sachverhalte angeregt und das aktuelle Interesse geweckt? Auch die Verständlichkeit
und Attraktivität sowohl der Stationen als auch der Texte an den Stationen sollte
in der Praxis überprüft werden.
Die genannten Reaktionen der Schüler sind teilweise einfach und direkt feststellbar. Hier
wurde ein von Holst (Holst 2005) entwickelter Beobachtungsbogen verwendet, wodurch ein
Vergleich mit der 2005 von Holst veröffentlichten Evaluation interaktiver Experimentierstationen
möglich wird.
Die Frage nach der Integration der Stationen in den Unterricht ist besonders wichtig, da oben
bereits aufgezeigt wurde, dass langfristige Effekte bei den Schülern nur dadurch bewirkt werden
können. Leider würde es den zeitlichen Rahmen der Hausarbeit sprengen, die Einbindung
zu evaluieren: Dazu müsste zumindest über ein Schuljahr hinweg beobachtet werden, ob,
wann und wie die Stationen für den Unterricht genutzt werden, denn dies geschieht vermutlich
erst, wenn die Themen optische und akustische Phänomene im Sachunterricht behandelt
werden. Da die Stationen gegen Ende des Schuljahres eröffnet wurden und die beiden Themen
im Sachunterricht schon lange vorher besprochen worden waren, ist eine direkte Einbindung
in diesem Schuljahr nicht mehr möglich.
Um dennoch einen Hinweis darauf zu bekommen, ob eine Nutzung der Stationen für den Unterricht
stattfinden wird, wurde eine Befragung der Lehrkräfte mit einem Fragebogen durchgeführt.
Dabei wurden auch die Einschätzungen der Lehrkräfte bezüglich der Nutzung der
Stationen durch die Schüler und der Platzierung der Stationen im Schulgebäude abgefragt.
47

4. Kurzevaluation
4.1.1. Schülerbeobachtung
Zur Feststellung der Schülerreaktionen wurde ein Beobachtungsbogen gewählt. Beobachtungsbögen
nehmen eine Zwischenstellung zwischen freier und systematischer Beobachtung
ein und schienen hier geeignet, da sie die Aufmerksamkeit auf bestimmte Verhaltensaspekte
richten, ohne völlig durchstrukturiert zu sein (vgl. Lukesch 1998, S. 122). Durch die standardisierte
Sprache wird eine „gewisse Vereinheitlichung“ (ebd.) und dadurch eine leichtere
Auswert- und Vergleichbarkeit erreicht. Dennoch können Beobachtungsfehler durch den Einsatz
von Beobachtungsbögen nicht ausgeschlossen werden (vgl. ebd.), wie unten noch weiter
erläutert wird.
Der verwendete Beobachtungsbogen (siehe 9.6 Beobachtungsbogen) stammt von Holst, wurde
von diesem in Anlehnung an eine Untersuchung in der Phänomenta Flensburg erstellt und
als eines von drei Diagnoseinstrumenten zur Evaluation von interaktiven Experimentierstationen
benutzt (vgl. Holst 2005, S. 67f.). Die von ihm untersuchten 52 Experimentierstationen,
auch „Miniphänomenta“ genannt, sollen der „Verbesserung der naturwissenschaftlichtechnischen
Bildung in der Primarstufe und Orientierungsstufe“ (ebd., S. 70) dienen. Sie können
von Schulen ausgeliehen werden, wenn zuvor Lehrkräfte der Schule an einer speziellen
Fortbildungsveranstaltung teilgenommen haben.
Da die Stationen denen für die Grundschule Reichenberg teilweise stark ähneln und ebenfalls
für den Einsatz auf dem Schulflur konzipiert sind, wird durch das Verwenden des gleichen
Beobachtungsbogens ein Vergleich der Ergebnisse ermöglicht. Holst legt für den Umgang der
Schüler mit den Experimentierstationen (bei ihm kurz „ExS“ genannt) folgende Handlungsschritte
fest und spezifiziert sie:
• „Schüler liest (z.B. Hinweistexte bei den ExS): zögernd, zurückhaltend, zielstrebig.
• Schüler versteht (entnimmt Sinn, weiß, welche Handlung an der ExS erwartet
wird): unsicher, staunend, zweifelnd, überzeugt.
• Schüler fragt (hat die ersten Handlungsschritte nicht verstanden und fragt Mitschüler
oder Mitschülerinnen in der Umgebung): zielgerichtet, unsicher, zweifelnd.
• Schüler nimmt in Betrieb (beginnt mit der tätigen Auseinandersetzung): zögernd,
unsicher, zielgerichtet.
• Schüler begreift (lässt erkennen, dass das Phänomen erkannt und als Information
aufgenommen wurde): überrascht, begeistert, enttäuscht, zweifelnd, gelangweilt.
48

4. Kurzevaluation
• Schüler experimentiert (verändert Randbedingungen aus dem Verstehen heraus):
überrascht, begeistert, enttäuscht, zweifelnd, gelangweilt.
• Schüler funktioniert zum Spielobjekt um (zielloses Vorgehen oder spielerische
Auseinandersetzung): staunend, begeistert, gelangweilt, enttäuscht.“ (ebd., S.
68)
Des Weiteren wird im Beobachtungsbogen festgehalten, ob der beobachtete Schüler alleine an
die Station kommt, wie lange er bei der Station verweilt und wie er die Station verlässt (staunend,
begeistert, gelangweilt, enttäuscht) (vgl. ebd.).
Indikatoren für die Spezifikationen gibt Holst leider nicht. Eine Festlegung, woran beispielsweise
ein Schüler zu erkennen ist, der ein Phänomen überrascht begreift, und woran einen, der
begeistert begreift, existiert nicht. Ohne Indikatoren, die angeben, aus welchem Verhalten auf
welche Stimmung des Schülers geschlossen werden kann, ist die Beobachtung nicht valide:
Jeder Beobachter muss aufgrund seiner eigenen Persönlichkeitstheorie bewerten - und eine
solche Theorie ist keine wissenschaftliche Begründung und somit nicht valide (vgl. Lukesch
1998, S. 165f.). Auch der Auftrag, die Beobachtungen nur dann anzuführen, „wenn sicher
war, dass eine bestimmt Vorgehensweise oder Äußerung zu beobachten war“ (Holst 2005, S.
68) trägt ohne vorgegebene Konkretisierungen nicht zur Validität der Beobachtungen bei. Bei
den Spezifikationen handelt es sich um hochinferente Ratingskalen, da sie nicht expliziert
werden und „das Urteil als nicht näher konkretisierte, ganzheitliche Einfühlungsreaktion erscheint“
(Lukesch 1998, S. 166).
Auch bei der in der Phänomenta Flensburg durchgeführten Untersuchung, an der Holst sich
bei der Erstellung seines Beobachtungsbogens orientierte, fehlen genauere Indikatoren (vgl.
Fiesser 1990, S. 75ff.). Dort fand jedoch nach jeder Beobachtung ein Abschlussgespräch mit
dem Beobachteten statt, durch das die Spezifikationen eventuell überprüft werden konnten
(vgl. Ebd., S. 76).
Problematisch an den Spezifikationen der Handlungsschritte ist auch, dass sie keiner äquidistanten
Skala entsprechen (vgl. Lukesch 1998, S. 170). Beispielsweise beim Handlungsschritt
„Schüler begreift“ wird spezifiziert in die verschiedenen Stimmungen „überrascht, begeistert,
enttäuscht, zweifelnd, gelangweilt“. Dabei lassen sich „überrascht“, „begeistert“, „enttäuscht“
und „gelangweilt“ in eine Rangfolge bringen, „zweifelnd“ passt jedoch nicht dazu: Bei einem
begeisterten Begreifen ist es möglich zu zweifeln, ebenso wie beim enttäuschten Begreifen.
Zusätzlich fehlt in der Rangfolge ein „neutrales“ Begreifen, der Abstand zwischen den Abstufungen
„begeistert“ und „enttäuscht“ ist viel größer als der zwischen z.B. „überrascht“ und
„begeistert“. Dadurch wird eine Zuordnung beim Beobachten erschwert und das Ergebnis
49

4. Kurzevaluation
verfälscht – Schüler, die nur ein klein wenig positiv beeindruckt, eigentlich eher neutral wirken,
müssen entweder gar nicht zugeordnet, oder völlig übertrieben als „begeistert“ beschrieben
werden.
Die Objektivität der Beobachtungen, also die Unabhängigkeit vom Beobachter, ist bei der
Durchführung laut Holst gegeben, da „trotz unterschiedlicher Beobachter und Beobachterinnen
annähernd gleiche Beobachtungen stattgefunden haben“ (Holst 2005, S. 67). Allerdings
ist diese Art, die Durchführungsobjektivität festzustellen eher fraglich. Professionell wäre es
hier gewesen, mehrere Beobachter den gleichen Schüler an der gleichen Station beobachten
zu lassen, und die Ergebnisse dann miteinander zu vergleichen. Zumindest die Auswertung
der Bögen erfolgt objektiv, da der Beobachter Markierungen auf dem Bogen macht, die einfach
abgezählt werden können.
Die Verhaltensbeobachtung soll bei Holst „Hinweise auf die Wirksamkeit zur Veränderung
der Schülervorstellungen geben“ (ebd., S. 66). Außerdem meint er, durch die Beobachtungen
erfassen zu können, „inwieweit sich Schüler und Schülerinnen emotional mit den Phänomenen
auseinandersetzen, und daher den Zugang zu den Naturwissenschaften finden. Sie zeigen
zudem, ob sich die Kinder selbstständig und aktiv den Experimenten zuwenden, also das experimentelle
Tun (Forscherdrang) gefördert wird und als Folge das problemlösende Denken
fördert.“ (ebd., S. 69).
Aus den Verhaltensbeobachtungen auf komplexe Vorgänge wie das Finden eines Zugangs zu
den Naturwissenschaften oder die Veränderung von Schülervorstellungen zu schließen erscheint
sehr gewagt. Holst benutzt jedoch noch zwei weitere Diagnosemittel, nämlich Concept
Maps und die Methode des lauten Denkens (vgl. ebd., S. 58ff.). Dadurch erreicht er insgesamt
angeblich eine gute Aussagekraft, trotz verwegener Schlüsse bei den Verhaltensbeobachtungen.
Allerdings werden mit den beiden anderen Diagnosemitteln nicht die gleichen
Hypothesen überprüft wie mit der Verhaltensbeobachtung, sondern die Hypothese, dass die
Schüler durch die Nutzung der Experimentierstationen naturwissenschaftliche Vorstellungen
verinnerlichen und vernetzen (vgl. Holst 2005, S. 55 und S. 198f.). Inwiefern die Bestätigung
dieser Hypothese durch die Methode des lauten Denkens und die Concept Maps dazu beitragen
kann, auch die Aussagekraft der durchgeführten Verhaltensbeobachtungen zu stützen,
bleibt fraglich.
Bei der Untersuchung in Reichenberg werden keine weiteren Diagnoseinstrumente eingesetzt,
daher sollen mit dem Beobachtungsbogen leichter überprüfbare Fragen beantwortet werden,
50

4. Kurzevaluation
die Beantwortung soll direkt aus den Beobachtungen hervorgehen können. Wie oben bereits
erwähnt, soll festgestellt werden, ob eine Kommunikation über physikalische Sachverhalte
stattfindet, ob die Kinder aktuelles Interesse zeigen und ob die motivationsfördernden Faktoren
Selbstbestimmtheit, Erleben von Kompetenz und soziale Eingebundenheit wie erwartet
gegeben sind. Ebenso soll beobachtet werden, ob die Stationen und die Texte an den Stationen
attraktiv und für die Kinder verständlich sind.
Leider bleiben die Schwächen des Beobachtungsbogens bezüglich Durchführungsobjektivität
und Validität dennoch bestehen. Die Durchführungsobjektivität ist hier besonders fraglich, da
der Beobachter gleichzeitig der Konstrukteur der Stationen ist, und die Beobachtung daher
nicht unvoreingenommen durchführen kann.
Die Beobachtungen wurden fast zwei Wochen lang täglich in der ersten großen Pause durchgeführt.
Da die Schüler der Grundschule Reichenberg sich in den Pausen normalerweise nicht
im Schulgebäude aufhalten dürfen, bekamen jeden Tag verschiedene Schüler die besondere
Erlaubnis, drinnen bleiben und an den Stationen experimentieren zu dürfen. Es wurde versucht,
die Beobachtungen auf wenige Stationen zu beschränken, um zu diesen Stationen viele
Beobachtungen durchführen zu können.
Das Ausfüllen der Bögen erfolgte offen, die Schüler wussten also, dass sie beobachtet werden.
Da den Schülern aber nicht bekannt war, was genau beobachtet wurde und was das „erwünschte
Verhalten“ war, konnte es nicht zu einem „Meerschweincheneffekt“ (Lukesch
1998, S. 132) kommen, bei dem die Beobachtung dadurch verfälscht wird, dass die Versuchspersonen
versuchen, das gewünschte und nicht ihr natürliches Verhalten zu zeigen.
Auch konnten die Schüler während der Beobachtungen Kontakt zum Beobachter aufnehmen,
Fragen zu den Stationen stellen oder ihre Erkenntnisse mitteilen. Die Beobachtung war also
zeitweise eher teilnehmend als außenstehend.
4.1.2. Lehrerbefragung
In Ermangelung eines für die Fragestellung passenden, bereits erprobten Fragebogens wurde
ein eigener erstellt. Die ordnungsgemäße Entwicklung eines Fragebogens, in dem die inhaltlich
wichtigen Fragen methodisch richtig gestellt werden, ist „eine außerordentlich komplizierte
Angelegenheit“ (Porst 2008, S. 12). Daher sei vorweg gesagt, dass diese hier zwar nach
besten Wissen durchgeführt wurde, der Fragebogen aufgrund mangelnder Erfahrung und zeitlicher
Beschränkung jedoch wissenschaftlichen Gütekriterien nicht standhält.
51

4. Kurzevaluation
Bei der Formulierung der Fragen wurde darauf geachtet, einige wichtige „Gebote der Frageformulierung“
(ebd., S. 95, Herv. i. Original) zu beachten. Diese sind zwar nur „sehr grobe
Faustregeln“ (ebd.), helfen aber dennoch, Fehler zu vermeiden. Besonders wichtig ist es, einfache,
unzweideutige Begriffe zu verwenden, die von allen Befragten gleich verstanden werden
(vgl. ebd.). Für besseres Verstehen sorgen auch kurze, simpel formulierte Fragen, doppelte
Verneinungen sollten vermieden werden (vgl. ebd.). Obwohl die befragte Person nicht ü-
berfordert werden darf, sollen die Fragen „nicht trivial klingen“ (ebd.), da dies demotivierend
wäre. Hypothetische Fragen und Unterstellungen sind ebenfalls ungünstig, wenn man realistische
Antworten erhalten möchte (vgl. ebd.).
Der Fragebogen besteht aus fünf Fragen, von denen drei geschlossen und zwei halboffen gestellt
wurden. Die Form der geschlossenen Frage, bei der die Antwortmöglichkeiten vorgegeben
sind und die entsprechende Antwort angekreuzt werden muss, hat den Vorteil, dass die
Antworten standardisiert sind und leicht miteinander verglichen werden können. Außerdem
lassen sie sich sehr schnell beantworten – ein wichtiger Aspekt, da die Fragebögen vermutlich
in der Pause von den Lehrkräften aufgefüllt werden. Um eine Frage geschlossen stellen zu
können, muss das „Universum der Antworten“ (Porst 2008, S. 63) bekannt sein und aus einer
bestimmten Menge bestehen, die Anzahl der Antworten darf nicht zu groß sein (vgl. ebd.).
Dies ist bei drei der für den Fragebogen ausgewählten Fragen der Fall:
1. Haben Sie die Experimentierstationen bereits genutzt?
Die Antwort kann hier nur „Ja.“ oder „Nein.“ lauten, nichts anderes ist möglich.
2. Werden Sie die Experimentierstationen für Ihren Unterricht nutzen?
Hier ist entweder schon eine klare Planung vorhanden – dann kann mit „Ja.“ oder
„Nein.“ geantwortet werden. Oder die Lehrkraft hat noch keine Entscheidung getroffen,
„Weiß ich noch nicht.“ wäre die passende Antwort. Schließlich ist es auch möglich,
dass die Lehrkraft zur Zeit z.B. eine erste Klasse hat, die Stationen mit dieser
nicht nutzen möchte, aber durchaus in Erwägung zieht, die Stationen zu nutzen, falls
sie irgendwann beispielsweise eine dritte Klasse übernimmt. Für diesen Fall steht die
Antwort „Vielleicht mit einer anderen Klasse.“ zur Auswahl.
3. Wie werden die Experimentierstationen bisher von den Schülern genutzt?
Bei dieser Frage wurde vor allem die geschlossene Form gewählt, um die Varianz der
Antworten einzuschränken. Da durch die Schülerbeobachtungen keine Informationen
darüber gesammelt werden konnten, wie oft die Schüler die Stationen nutzen, sollte
dies hier erfragt werden. Die Antwortmöglichkeiten „Intensiv.“, „Oft.“, „Selten.“ und
52

4. Kurzevaluation
„Gar nicht.“ beschränken die Antworten auf die Angabe der Nutzungshäufigkeit, wobei
die vierstufige Skala sehr übersichtlich ist und dennoch ausreichend differenziert.
Falls eine Lehrkraft nicht einschätzen kann, wie oft die Stationen genutzt werden,
steht die Antwort „Weiß ich nicht.“ zur Verfügung.
Bei den beiden halboffenen Fragen konnte „das tatsächliche Universum möglicher Antworten
[...] zwar gut abgeschätzt [...], aber nicht definitiv bestimmt“ (Porst 2008, S. 57) werden. Daher
wurde eine Restkategorie in die Frage eingefügt. Sie dient neben der Datengewinnung
dazu, die „Motivation der Befragungspersonen aufrecht zu erhalten“ (ebd.), denn so kann bei
niemandem „das Gefühl entstehen, ‚da irgendwie nicht reinzupassen’“ (ebd.).
Auch konnte durch die Restkategorie verhindert werden, dass sehr viele Antwortmöglichkeiten
aufgeführt werden müssen. Denn bei den beiden halboffenen Fragen wäre dies sonst nötig
gewesen:
1. Dass die Experimentierstationen frei zugänglich im Schulgebäude stehen, ist...
Bei dieser Frage stehen unzählige Antworten zur Verfügung, es wurden die am wahrscheinlichsten
erscheinenden herausgegriffen, nämlich „eher lästig.“, „für die Schüler
sehr interessant.“, „praktisch.“ und „mir egal.“. Um auch andere Meinungen zuzulassen
wurde eine Restkategorie eingefügt, in die frei eingetragen werden konnte.
2. Wie möchten Sie ggf. die Experimentierstationen in Ihrem Unterricht nutzen?
Die Antwortmöglichkeiten „In Freiarbeit oder Wochenplanarbeit.“, „Als Stationentraining.“,
„Ich werde einzelne Stationen in den Klassenraum mitbringen.“ und
„Als ‚Hausaufgabe’.“ sollten die Einsatzmöglichkeiten im Unterricht eigentlich vollständig
abdecken. Um jedoch auch weiteren kreativen Ideen Raum zu geben, wurde
die Restkategorie „Sonstiges:“ mit Platz zum Eintragen eigener Einsatzmöglichkeiten
eingefügt. Lehrkräfte, die die Stationen zwar nutzen möchten, sich jedoch noch nicht
sicher sind, wie, können „Weiß ich noch nicht.“ auswählen. Indem als letzte Antwortmöglichkeit
„Ich werde sie nicht nutzen.“ eingebaut wurde, dient diese Frage als
Kontrollfrage zu „Werden Sie die Stationen für Ihren Unterricht nutzen?“. Dies ist
sinnvoll, da die beiden Fragen die bei der Lehrerbefragung wichtigste Information liefern
sollen. Wird bei einer der Fragen angegeben, dass die Stationen nicht genutzt
werden, muss das bei der anderen Frage auch geschehen. Ist dies nicht der Fall, sollte
der Fragebogen aussortiert werden, da er entweder nicht sorgfältig oder nicht wahrheitsgemäß
ausgefüllt wurde.
53

4. Kurzevaluation
Damit der Fragebogen möglichst wenig abschreckend wirkt und die Rücklaufquote hoch ist,
wurde er so formatiert, dass er nur eine DinA4 Seite groß ist und dadurch bereits so aussieht,
als wäre er schnell ausgefüllt. Dennoch wurde den Fragen ein kurzer Informationstext zur
Intention der Befragung vorangestellt, damit die Lehrkräfte wissen, warum sie den Bogen
ausfüllen sollen.
Hinweise zum Ausfüllen des Fragebogens werden nur sehr knapp gegeben: „Bitte kreuzen Sie
die zutreffenden Antworten an (Mehrfachnennungen möglich).“ Da keine komplizierten Skalen,
etc. verwendet werden, sind weitere Hinweise nicht nötig.
4.2. Ergebnisse
4.2.1. Schülerbeobachtung
In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Schülerbeobachtung dargestellt. Dazu werden
zunächst die Ergebnisse der Beobachtungen an den einzelnen Stationen beschrieben. Dann
werden unter 4.2.1.2 Deutung und Vergleich die Ergebnisse aller Stationen zusammengefasst
und ihre Bedeutung im Bezug auf die eingangs gestellten Fragen geklärt. Außerdem werden
die in Reichenberg gemachten Beobachtungen mit denen von Holst verglichen.
4.2.1.1. Einzelne Stationen
Von den dreizehn Experimentierstationen wurden für die Evaluation nur zehn ausgewählt,
davon wiederum nur sieben ausgewertet. Für die Stationen „Klappspiegel“, „Monochord“ und
„Tunnel oder Scheibe?“ konnten jeweils nur zwei bis drei Beobachtungen angefertigt werden.
Dies ist für eine aussagekräftige Auswertung viel zu wenig. Je mehr Beobachtungen durchgeführt
werden, desto aussagekräftiger und repräsentativer wird die Evaluation. Denn je mehr
einzelne Kinder an den Stationen beobachtet werden, desto eher ist es möglich, von den einzelnen
Verhaltensweisen auf ein typisches Verhalten zu schließen.
Insgesamt wurden 63 Beobachtungen ausgewertet, eine recht geringe Anzahl, da die Beobachtung
alleine durchgeführt wurde und täglich nur etwa 15 Minuten Beobachtungszeit zur
Verfügung standen.
Die Auswertung erfolgt, indem ausgezählt und notiert wird, welche Beobachtung auf den Beobachtungsbögen
zu der jeweiligen Stationen wie oft markiert wurde. Dabei werden bei der
Beobachtung des Verhaltens wegen der besseren Übersichtlichkeit und Vergleichbarkeit (vgl.
Holst 2005, S. 116) Prozentangaben gemacht, nicht die absoluten Zahlen genannt. Die Ge-
54

4. Kurzevaluation
samtzahl der vorliegenden Beobachtungsbögen wird zusätzlich notiert. Die Spezifikation des
Verhaltens wird als Anzahl aufgeführt, da häufig nicht jeder Handlung ein Adjektiv zugeordnet
werden konnte und falsche Rückschlüsse von Prozentangaben auf die Anzahl verhindert
werden sollen.
Station "Welches ist größer?"
Anzahl: 11 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 9,1 90,9
Schüler kommt in Gruppe 90,9 9,1
Schüler liest 36,4 63,6 zögernd (1), zurückhaltend, zielstrebig (3)
unsicher (3), staunend, zweifelnd, überzeugt
Schüler versteht 88,9 11,1
(4)
Schüler fragt 54,5 45,5 zielsicher (5), unsicher (1), zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 100 0 zögernd (1), unsicher, zielgerichtet (9)
überrascht (3), begeistert (5), enttäuscht,
Schüler begreift 90,9 9,1 zweifelnd (1), gelangweilt (1)
Schüler experimentiert 36,4 63,6
überrascht (2), begeistert (2), enttäuscht,
zweifelnd, gelangweilt
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 27,3 72,7 abwesend (1)
begeistert (1), aufmerksam, beteiligt (1),
staunend (4), begeistert (2), gelangweilt (2),
Schüler geht
enttäuscht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 9 2 0 0
Tabelle 2: Beobachtungen zur Experimentierstation „Welches ist größer?“
Für die Experimentierstation „Welches ist größer?“ (siehe Tabelle 2) wurden 11 Beobachtungsbögen
ausgefüllt. Über ⅓ der beobachteten Kinder las zunächst den an der Station angebrachten
Text, mehr als die Hälfte der Kinder stellte den anderen Fragen. Dies war fast immer
möglich, da weniger als 10% der Beobachteten alleine an die Station kamen. In Betrieb genommen
wurde diese Stationen von allen Schülern.
55

4. Kurzevaluation
Station "Licht mischen"
Anzahl: 14 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 6,3 93,8
Schüler kommt in Gruppe 93,8 6,3
Schüler liest 25,0 75,0 zögernd (1), zurückhaltend, zielstrebig (3)
unsicher (1), staunend (1), zweifelnd, überzeugt
Schüler versteht 66,7 33,3 (5)
Schüler fragt 56,3 43,8 zielsicher (7), unsicher (2), zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 93,8 6,3 zögernd (3), unsicher, zielgerichtet (11)
überrascht (3), begeistert (7), enttäuscht, zweifelnd
Schüler begreift 86,7 13,3
(1), gelangweilt (1)
Schüler experimentiert 68,8 31,3
überrascht (2), begeistert (8), enttäuscht, zweifelnd
(1), gelangweilt
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 43,8 56,3
Schüler geht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 12 4 0 0
Tabelle 3: Beobachtungen zur Experimentierstation „Licht mischen“
begeistert (6), aufmerksam, beteiligt (1), abwesend
staunend (4), begeistert (6), gelangweilt (2),
enttäuscht (2)
Der Umgang mit der Station „Licht mischen“ (siehe Tabelle 3) wurde 14 mal beobachtet.
Auch hier kamen über 90% der Kinder in einer Gruppe. Nur ¼ der Kinder lasen die Anweisung,
was zu tun ist, verstanden, was zu tun ist, haben jedoch ⅔ der Kinder. Ebenfalls ⅔ der
Schüler experimentierten überwiegend begeistert an der Station. Besonders beliebt waren die
bunten Schatten, die entstanden, wenn die eigene Hand zwischen Lichtquelle und Wand
gehalten wurde. So funktionierten auch 43,8% der Kinder die Station zum Spielobjekt um und
machten bunte Schattenspiele.
56

4. Kurzevaluation
Station "Weißes Licht – oder
nicht?"
Anzahl: 9 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 0,0 100,0
Schüler kommt in Gruppe 100,0 0,0
Schüler liest 55,6 44,4 zögernd (1), zurückhaltend, zielstrebig (3)
unsicher (1), staunend (1), zweifelnd, überzeugt
Schüler versteht 75,0 25,0
(2)
Schüler fragt 77,8 22,2 zielsicher (6), unsicher (1), zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 100,0 0,0 zögernd (2), unsicher (1), zielgerichtet (6)
überrascht (4), begeistert (4), enttäuscht (1),
Schüler begreift 100,0 0,0 zweifelnd, gelangweilt
Schüler experimentiert 33,3 66,7
überrascht (2), begeistert (1), enttäuscht,
zweifelnd, gelangweilt
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 22,2 77,8 send
begeistert (2), aufmerksam, beteiligt, abwe-
staunend (4), begeistert (3), gelangweilt (2),
Schüler geht
enttäuscht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 8 0 1 0
Tabelle 4: Beobachtungen zur Experimentierstation „Weißes Licht - oder nicht?“
Zur Station „Weißes Licht - oder nicht?“ (siehe Tabelle 4) kamen alle beobachteten Schüler
in Gruppen. Mehr als die Hälfte las den Stationstext, ¾ verstanden, was zu tun ist. 77% der
Kinder stellten Fragen. ⅓ der Beobachteten experimentierten an dieser Station.
Besonders erwähnenswert ist das Experiment eines noch sehr kleinen Jungen, vermutlich eines
Erstklässlers. Er hatte es geschafft, ein Spektrum auf der Wand sichtbar zu machen, hielt
seine Hand ins Licht und betrachtete das Spektrum auf der Handfläche. Dann schloss er vorsichtig
die Hand, trat einen Schritt zurück und spähte zwischen seinen Fingern hindurch auf
die Handfläche – um enttäuscht festzustellen, dass das Spektrum nicht mehr da war. Diesen
Versuch wiederholte er noch einmal. Danach hatte er anscheinend festgestellt, dass sich das
bunte Licht nicht einfangen und festhalten ließ, eine erstaunliche Erkenntnis, wenn man bedenkt,
dass er lediglich drei Minuten lang experimentierte.
57

4. Kurzevaluation
Station "Schatten"
Anzahl: 14 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 14,3 85,7
Schüler kommt in Gruppe 85,7 14,3
Schüler liest 42,9 57,1 zögernd, zurückhaltend (1), zielstrebig (4)
unsicher (2), staunend (1), zweifelnd, überzeugt
Schüler versteht 76,9 23,1 (5)
Schüler fragt 42,9 57,1 zielsicher (5), unsicher (1), zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 92,9 7,1 zögernd (3), unsicher, zielgerichtet (11)
überrascht (2), begeistert (7), enttäuscht, zweifelnd,
Schüler begreift 92,9 7,1
gelangweilt (1)
Schüler experimentiert 64,3 35,7
überrascht, begeistert (7), enttäuscht, zweifelnd,
gelangweilt (1)
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 35,7 64,3
Schüler geht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 9 2 3 0
Tabelle 5: Beobachtungen zur Experimentierstation „Schatten“
begeistert (3), aufmerksam (1), beteiligt (1),
abwesend
staunend (1), begeistert (9), gelangweilt (1),
enttäuscht
Auch an der Station „Schatten“ (siehe Tabelle 5) konnten 14 Beobachtungen gemacht werden.
Hier kamen recht viele, nämlich 14,3% der Schüler, alleine. Drei Schüler waren bei der Inbetriebnahme
zögerlich, über 60% experimentierten jedoch dann begeistert. Die Verweildauer
betrug bei zwei Schülern bis zu 2 Minuten, bei drei Schülern sogar bis zu 3 Minuten.
58

4. Kurzevaluation
Station "Richtungshören"
Anzahl: 5 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 0,0 100,0
Schüler kommt in Gruppe 100,0 0,0
Schüler liest 40,0 60,0 zögernd, zurückhaltend, zielstrebig (1)
Schüler versteht 80,0 20,0 unsicher, staunend, zweifelnd, überzeugt (3)
Schüler fragt 40,0 60,0 zielsicher (1), unsicher, zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 100,0 0,0 zögernd (1), unsicher (1), zielgerichtet (3)
überrascht (1), begeistert (3), enttäuscht, zweifelnd,
Schüler begreift 80,0 20,0
gelangweilt
Schüler experimentiert 0,0 100,0
überrascht, begeistert, enttäuscht, zweifelnd,
gelangweilt
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 40,0 60,0
Schüler geht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 2 3 0 0
Tabelle 6: Beobachtungen zur Experimentierstation „Richtungshören“
begeistert (1), aufmerksam, beteiligt (1), abwesend
staunend, begeistert (3), gelangweilt, enttäuscht
Die Experimentierstation „Richtungshören“ (siehe Tabelle 6) wurde während der Beobachtung
nur von Gruppen aufgesucht. Alle nahmen sie in Betrieb, wobei ein Schüler dabei zögernd,
ein anderer unsicher erschien. Niemand experimentierte über die Anleitung hinaus, die
Station wurde jedoch von 40% der Kinder zum Spielobjekt umgewandelt. Beim Verlassen
waren die Schüler überwiegend begeistert, drei bleiben bis zu zwei Minuten an der Station.
59

4. Kurzevaluation
Station "Kaleidoskop"
Anzahl: 4 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 25,0 75,0
Schüler kommt in Gruppe 75,0 25,0
Schüler liest 75,0 25,0 zögernd, zurückhaltend, zielstrebig (2)
Schüler versteht 100,0 0,0 unsicher (1), staunend, zweifelnd, überzeugt (2)
Schüler fragt 25,0 75,0 zielsicher (1), unsicher, zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 100,0 0,0 zögernd, unsicher, zielgerichtet (4)
überrascht, begeistert (4), enttäuscht, zweifelnd,
Schüler begreift 100,0 0,0
gelangweilt
Schüler experimentiert 75,0 25,0
überrascht, begeistert (3), enttäuscht, zweifelnd,
gelangweilt
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 75,0 25,0
Schüler geht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 3 0 1 0
Tabelle 7: Beobachtungen zur Experimentierstation „Kaleidoskop“
begeistert (1), aufmerksam (1), beteiligt (1),
abwesend
staunend (1), begeistert (3), gelangweilt, enttäuscht
Zur Station „Kaleidoskop“ (siehe Tabelle 7) wurden nur vier Beobachtungsbögen ausgefüllt.
¾ der beobachteten Schüler lasen den an der Station angebrachten Text, alle verstanden, was
an der Station gemacht werden muss. Ebenfalls ¾ der Kinder experimentierten begeistert und
funktionierten die Experimentierstation zum Spielobjekt um. Eine Gruppe verblieb bis zu drei
Minuten an der Station, die anderen verließen sie nach bis zu einer Minute.
60

4. Kurzevaluation
Station "Geräusche im Holz"
Anzahl: 4 ja in % nein in %
Schüler kommt allein 0,0 100,0
Schüler kommt in Gruppe 100,0 0,0
Schüler liest 75,0 25,0 zögernd, zurückhaltend, zielstrebig (3)
Schüler versteht 100,0 0,0 unsicher (1), staunend, zweifelnd, überzeugt (2)
Schüler fragt 50,0 50,0 zielsicher (1), unsicher (1), zweifelnd
Schüler nimmt in Betrieb 100,0 0,0 zögernd, unsicher, zielgerichtet (4)
überrascht (2), begeistert (1), enttäuscht, zweifelnd,
Schüler begreift 100,0 0,0
gelangweilt
Schüler experimentiert 0,0 100,0
überrascht, begeistert, enttäuscht, zweifelnd,
gelangweilt
Schüler funktioniert zum Spielobjekt
um 25,0 75,0 begeistert, aufmerksam, beteiligt (1), abwesend
Schüler geht
staunend (1), begeistert (1), gelangweilt, enttäuscht
Verweildauer / min. 0-1 bis 2 bis 3 über 3
Anzahl 4 0 0 0
Tabelle 8: Beobachtungen zur Experimentierstation „Geräusche im Holz“
Auch zur Station „Geräusche im Holz“ (siehe Tabelle 8) liegen nur vier Beobachtungen vor.
Alle Schüler kamen in Gruppen, verstanden, welche Handlung durchgeführt werden muss und
nahmen die Station in Betrieb. Keiner experimentierte, eines von vier Kindern funktionierte
die Station aber zum Spielobjekt um. Interessant war die Äußerung eines Mädchens, die die
im Lehrerhandbuch beschriebene Schülervorstellung zur Schallausbreitung sehr schön demonstriert:
„Aber da ist ja gar kein Loch drin! Wie kann man das denn trotzdem hören?“
Das Kind ist hier offensichtlich der Auffassung, dass Schall nicht durch Holz weitergeleitet
werden kann. Es wundert sich, dass es etwas hören kann, obwohl kein Loch im Stamm ist,
durch das der Schall hindurch kommen könnte.
61

4. Kurzevaluation
4.2.1.2. Deutung und Vergleich
Zur Beantwortung der eingangs gestellten Fragen werden die Ergebnisse aller einzelnen Stationen
zusammengefasst und die Mittelwerte der Ergebnisse zu den einzelnen Beobachtungspunkten
berechnet. Diese Gesamtergebnisse werden jeweils mit den Resultaten verglichen, zu
denen Holst bei der Untersuchung seiner 52 Experimentierstationen der Miniphänomenta
kommt.
Schüler kommt in Gruppe
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
92,2
ja
7,8
nein
Abb. 18: Schüler kommt in Gruppe
Beinahe alle, genauer 92,2% der Schüler, kommen in Gruppen an die Stationen (siehe Abb.
18). Bei Holst war dies nur bei 62,2% der Kinder der Fall (vgl. Holst 2005, S. 169). Dieser
Unterschied könnte dadurch zustande kommen, dass in Reichenberg jeweils die Kinder aus
einer Klasse die Erlaubnis bekamen, im Schulgebäude zu bleiben. So kannten sich alle und
schlossen sich vielleicht leichter zu Gruppen zusammen.
Dass die Kinder gemeinsam an die Experimentierstationen kommen, ist äußerst positiv. Einerseits
ist dadurch der oben erwähnte Motivationsfaktor der sozialen Eingebundenheit gegeben,
das gemeinsame Experimentieren wird zu einem sozialen Erlebnis. Andererseits ist eine
Kommunikation über physikalische Sachverhalte natürlich nur möglich, wenn Gesprächspartner
anwesend sind.
62

4. Kurzevaluation
Schüler liest
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
50,0 50,0
ja
nein
Abb. 19: Schüler liest
Bezüglich des Lesens der neben den Stationen angebrachten Texten (siehe Abb. 19) sind die
Ergebnisse aus Reichenberg und die von Holst veröffentlichten recht unterschiedlich. Während
bei Holst nur 7,9% der Schüler die Texte lasen (vgl. ebd., S 170), waren es in Reichenberg
50,0%. Möglicherweise liegt dies an der attraktiven Gestaltung der Texte (siehe 3.2.3
Texte an den Stationen), auf die hier viel Wert gelegt wurde.
Den von Holst gezogenen Schluss, dass auf die Texte an den Stationen verzichtet werden
kann (vgl. ebd.), stützen die in Reichenberg gemachten Aussagen nicht. Vielmehr geben sie
einen Hinweis darauf, dass die für die Evaluation gestellte Frage, ob die Texte für die Schüler
interessant gestaltet wurden, positiv beantwortet werden kann.
Schüler versteht
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
83,9
ja
16,1
nein
Abb. 20: Schüler versteht
63

4. Kurzevaluation
Die Ergebnisse zum schwer beobachtbaren Handlungsschritt „Schüler versteht“ (siehe Abb.
20) sind hier und bei Holst ähnlich. Bei ihm verstehen etwa 71% der Schüler (vgl. ebd., S.
171), was zu tun ist, in Reichenberg sind es ca. 84%.
Diese hohe Zahl lässt darauf schließen, dass sowohl Texte als auch Stationen für die Schüler
verständlich sind und sich ihnen die Handhabung der Experimente erschließt. Das wiederum
ist gut für den Motivationsfaktor „Erleben von Kompetenz“, denn wenn die Schüler sofort
wissen, was sie machen müssen, oder den Text verstehen, fühlen sie sich kompetent.
Schüler fragt
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
49,5 50,5
ja
nein
Abb. 21: Schüler fragt
Etwa die Hälfte der Schüler in Reichenberg stellte Mitschülern in der Umgebung eine oder
mehrere Fragen zur jeweiligen Experimentierstation (siehe Abb. 21). Dieser Wert liegt bei
Holst nur bei 33,5% (vgl. Holst 2005, S. 171), was daran liegen könnte, dass dort nicht so
viele Schüler in Gruppen an die Stationen kamen. Fragen konnten sie schließlich nur, wenn
auch Mitschüler in der Nähe waren, und wenn sie diese kannten, trauten sie sich vielleicht
eher.
Durch die Fragen wird bereits die Kommunikation über physikalische Sachverhalte angeregt.
Auch die soziale Eingebundenheit, einer der drei wichtigen Motivationsfaktoren, wird gefördert,
wenn sich aus den Fragen Gespräche entwickeln.
64

4. Kurzevaluation
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Schüler nimmt in Betrieb
98,1
ja
1,9
nein
Abb. 22: Schüler nimmt in Betrieb
Bis auf ca. 2% nahmen in Reichenberg alle Schüler die Stationen in Betrieb (siehe Abb. 22),
bei Holst bis auf etwa 1% (vgl. ebd., S. 172). Daran sieht man, dass Experimentierstationen
das aktuelle Interesse der Kinder wecken können und eine momentane Handlungsbereitschaft
auslösen. Sie sind also attraktiv gestaltet und nutzen das unter 2.1.1 erwähnte Interesse junger
Kinder an naturwissenschaftlichen Experimenten.
Schüler begreift
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
92,9
ja
7,1
nein
Abb. 23: Schüler begreift
Äußerst schwer zu beurteilen war das Begreifen des Phänomens. Wann immer ein Schüler
anderen das Phänomen beschrieb oder auf seine Beobachtungen hinwies, wurde dies als
„Schüler begreift“ gewertet. So kommt auch der hohe Anteil von etwa 93% begreifender
Schüler zustande (siehe Abb. 23). Dieser war mit ca. 74% der Schüler auch bei Holst recht
hoch (vgl. Holst 2005, S. 173).
65

4. Kurzevaluation
Bezüglich des Motivationsfaktors des Kompetenzerlebens sind diese Zahlen äußerst ermutigend.
Wenn die Schüler merken, dass sie ein Phänomen begriffen haben, führt dies zu eben
jenem Erleben von Kompetenz.
Schüler experimentiert
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
39,7
ja
60,3
nein
Abb. 24: Schüler experimentiert
Aus dem Verstehen heraus die Randbedingungen des Versuchs verändert, also experimentiert,
haben in Reichenberg etwa 40% der Schüler (siehe Abb. 24). Dies zeigt, dass der Motivationsfaktor
der Selbstbestimmung durchaus gegeben ist, aber nicht alle Kinder dazu bringt,
weiter zu experimentieren. Dass sich dennoch mehr als ⅓ der Schüler über die Anleitung hinaus
noch mit den Experimentierstationen beschäftigen, weist noch einmal darauf hin, dass die
Stationen durchaus in der Lage sind, das aktuelle Interesse der Kinder zu wecken.
Bei Holst war der Anteil der experimentierenden Kinder mit ca. 70% um einiges höher (vgl.
ebd.). Dies könnte daran liegen, dass in Reichenberg jeden Tag andere Kinder in der Pause an
die Stationen durften. Da mussten sie natürlich erst einmal alle Stationen ausprobieren und
ließen sich wenig Zeit für jede. Diese Beobachtung erwähnt Holst auch: „Im Verlauf der Versuchsphasen
hat sich auch gezeigt, dass die Schüler und Schülerinnen immer mehr Zeit an den
Experimentierstationen verbrachten. Zunächst wurden die Experimente alle einmal ausprobiert“
(Holst 2005, S. 175).
Zudem sind in Reichenberg auf den Texten an den Stationen teilweise bereits Hinweise zur
Variation der Versuchsbedingungen gegeben. Diese Veränderungen wurden nicht als eigenständiges
Experimentieren im Beobachtungsbogen vermerkt, da nicht klar erkennbar war, ob
die Variation aus dem eigenen Verständnis heraus stattfand oder nachdem der Hinweis im
Text gelesen wurde.
66

4. Kurzevaluation
Schüler funktioniert zum Spielobjekt um
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
38,4
ja
61,6
nein
Abb. 25: Schüler funktioniert zum Spielobjekt um
Zum Spielobjekt wurden die Stationen von etwa 38% der Schüler umfunktioniert (siehe Abb.
25), bei Holst von etwa 47% (vgl. ebd., S. 174). Auch hier könnte der geringere Wert in Reichenberg
daran liegen, dass die Schüler erst einmal alle Stationen ausprobieren wollten.
Die Grenze zwischen Experimentieren und Spielen war bei der Beobachtung nur schwer zu
ziehen, ob das Vorgehen ziellos oder überlegt war, war kaum erkennbar. Dies ist aber nicht
wirklich dramatisch, da sowohl das Experimentieren als auch das Spielen von einer hohen
Motivation, sich mit der Station auseinanderzusetzen, zeugen.
Verweildauer
Prozent %
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
74,6
17,5
7,9
0,0
1 2 3 4
Verweildauer / min.
Abb. 26: Verweildauer
Auch bei der Verweildauer zeigt sich, dass diese bei Holst wesentlich größer war als in Reichenberg:
Nur 25,4% der Schüler blieben hier länger als 1 Minute an den Stationen, bei Holst
waren es 57,3%. Wieder dürfte die Ursache darin zu finden sein, dass den Schülern in
67

4. Kurzevaluation
Reichenberg nur die eine Pause zur Verfügung stand. Interessant wäre es, noch einmal zu
beobachten, nachdem die Schüler einige Wochen lang Gelegenheit hatten, sich vor und nach
dem Unterricht mit den Stationen zu beschäftigen.
Die Fragen, die die Evaluation klären sollte, nämlich
• ob eine Kommunikation über physikalische Sachverhalte stattfindet,
• ob die motivationsfördernden Faktoren Selbstbestimmtheit, Erleben von Kompetenz
und soziale Eingebundenheit gegeben sind,
• ob die Kinder aktuelles Interesse zeigen
• und ob die Stationen und die Texte an den Stationen attraktiv und für die Kinder verständlich
sind,
können anhand der gesammelten Ergebnisse durchweg positiv beantwortet werden. Die Kinder
kommen fast alle in Gruppen an die Stationen und stellen sich häufig gegenseitig Fragen.
Daraus kann man auf eine hohe soziale Eingebundenheit und viel Kommunikation über physikalische
Sachverhalte schließen.
Die meisten Kinder verstehen, was sie tun müssen und begreifen das beobachtete Phänomen,
wodurch sie ihre eigene Kompetenz erleben. Auch der dritte wichtige Motivationsfaktor ist
gegeben, da über ⅓ der Schüler selbstständig experimentiert und/oder die Station zum Spielobjekt
umfunktioniert.
Das aktuelle Interesse der Schüler und die Attraktivität der Experimentierstationen wird daran
deutlich, dass so gut wie alle Schüler die Stationen in Betrieb genommen haben. Auch die
Texte scheinen attraktiv und verständlich gewesen zu sein, da die Hälfte der Schüler sie gelesen
hat und über 80% der Schüler verstanden haben, was an der Station getan werden kann.
68

4. Kurzevaluation
4.2.2. Lehrerfragebogen
Die Rücklaufquote der Lehrerbefragung war ausgesprochen hoch: Von sieben fest an der
Schule angestellten Lehrkräften kamen sechs Fragebögen zurück. Damit haben sich über 85%
der Lehrkräfte an der Befragung beteiligt.
Bereits bei der Veranstaltung zur Eröffnung hatten sich einige Lehrer positiv über die Stationen
geäußert. Dies spiegelt sich, wie unten genauer dargestellt, auch in den Ergebnissen der
Befragung wieder.
Besonders erstaunlich waren die Antworten auf die erste Frage, ob die Lehrkraft die Experimentierstationen
bereits im Unterricht genutzt habe (Abb. 26). Die Hälfte der an der Befragung
Teilnehmenden gab an, die Stationen bereits benutzt zu haben. Da die Stationen erst
sehr spät im Schuljahr eröffnet wurden, und daher die beiden Themen optische und akustische
Phänomene im Sachunterricht vermutlich bereits behandelt worden waren, war eine so rege
Nutzung nicht zu erwarten.
Haben Sie die Experimentierstationen bereits genutzt?
4
3
Anzahl
2
1
0
Ja
Antwort
Nein
Abb. 26: Ergebnis zu Frage 1
Da die Einbindung in den Unterricht ein erklärtes Ziel der Experimentierstationen ist, ist dies
natürlich sehr erfreulich. Allerdings kann die bisherige Nutzung im Unterricht nur als erster
Schritt gesehen werden, denn zu optimalen Veränderungen bei den Schülern führt vermutlich
nur eine wirklich themenbezogene Einbindung, also eine Einbindung in den Sachunterricht
genau dann, wenn die beiden Themen dort gerade behandelt werden.
Darauf, dass diese direkte Einbindung stattfinden wird, lassen die Antworten auf die zweite
Frage hoffen (Abb. 27): Zwei Drittel der Lehrkräfte gab an, die Stationen in ihrem Unterricht
nutzen zu wollen. Besonders aber die Antwort, die Stationen vielleicht mit einer anderen
69

4. Kurzevaluation
Klasse zu nutzen, weist darauf hin, dass die Stationen passend in den Sachunterricht eingebunden
werden sollen. Etwa die Hälfte gab diese Antwort. Vermutlich haben die betreffenden
Lehrkräfte gerade keine dritte Klasse, möchten die Stationen aber nutzen, wenn sie wieder
eine haben.
Werden Sie die Experimentierstationen für Ihren Unterricht
nutzen?
5
4
Anzahl
3
2
1
0
Ja. Nein. Weiß ich noch
nicht.
Vielleicht mit einer
anderen Klasse.
Antwort
Abb. 27: Ergebnis zu Frage 2
Auf die vierte Frage (Abb. 28), wie die Experimentierstationen im Unterricht genutzt werden
sollen, antworteten 83% der Lehrkräfte, dass sie sie in der Freiarbeit oder in der Wochenplanarbeit
nutzen möchten. 33% möchten die Stationen als Stationentraining nutzen, eine Lehrkraft
plant, einzelne Stationen mit in den Klassenraum zu nehmen. Auch bei dieser Frage waren
Mehrfachnennungen möglich und wurden auch genutzt, einige Lehrkräfte wählten mehrere
Einsatzmöglichkeiten aus.
Wie möchten Sie ggf. die Experimentierstationen in Ihrem
Unterricht nutzen?
6
5
4
3
2
1
0
Freiarbeit /
Wochenplan
Stationentrain.
Einzelne
Stationen im
Klassenraum
"Hausaufgabe"
Sonstiges:
Weiß ich noch
nicht
Ich werde sie
nicht nutzen
Anzahl
Antwort
Abb. 28: Ergebnis zu Frage 4
Die Antworten auf diese Frage stimmen gut mit denen zur zweiten Frage überein. Auch hier
gab keine Lehrkraft an, die Experimentierstationen nicht für den Unterricht nutzen zu wollen.
70

4. Kurzevaluation
Andererseits ist erkennbar, dass die Stationen voraussichtlich vielfältig eingesetzt werden
dürften. Dass so viele Befragte angaben, die Stationen in Frei- oder Wochenplanarbeit nutzen
zu wollen, lässt auch darauf schließen, dass an der Grundschule Reichenberg offene Unterrichtsformen
sehr verbreitet sind – was wiederum für die Nutzung der Stationen positiv ist.
Denn vor allem sollen die Schüler laut den Antworten selbstständig an den Stationen arbeiten
dürfen, was wie oben aufgezeigt für die Motivation sehr förderlich ist.
Auf die dritte Frage (Abb. 29), bei der eine Bewertung der freien Zugänglichkeit der Experimentierstationen
gefragt war, antworteten fünf von sechs Lehrern, dass die Zugänglichkeit für
die Schüler sehr interessant sei, zwei gaben an, dass sie praktisch sei. Lästig fand die freie
Zugänglichkeit zum Glück niemand.
Dass die Experimentierstationen frei zugänglich im
Schulgebäude stehen, ist...
Anzahl
6
5
4
3
2
1
0
eher lästig.
für die Schüler
sehr
interessant.
praktisch. mir egal. ___________
Antwort
Abb. 29: Ergebnis zu Frage 3
Befürchtungen, dass die Stationen im Schulhaus jemanden stören könnten, wurden damit ausgeräumt.
Dies ist wichtig, da es unwahrscheinlich ist, dass jemand die Experimentierstationen
nutzt, wenn er sich jedem Tag über ihren Standort im Schulgebäude ärgert.
Die fünfte Frage (Abb. 30), wie die Experimentierstationen bisher von den Schülern genutzt
werden, beantwortete die Hälfte der Lehrer mit „Oft.“. Während der Durchführung der Schülerbeobachtungen
hatte bereits eine Lehrkraft angemerkt, dass die Schüler vor und nach dem
Unterricht sehr häufig an den Stationen zu finden seien. Einmal wurde die Antwort „Intensiv.“
ausgewählt, zweimal „Weiß ich nicht.“.
71

4. Kurzevaluation
Wie werden die Experimentierstationen bisher von den
Schülern genutzt?
4
3
Anzahl
2
1
0
Intensiv. Oft. Selten. Gar nicht. Weiß ich nicht.
Antwort
Abb. 30: Ergebnis zu Frage 5
Diese Information ist eine interessante Ergänzung zu den Schülerbeobachtungen. Dass die
Schüler häufig an den Stationen experimentieren, ist sehr erfreulich, die Stationen werden
anscheinend gut angenommen. Interessant wäre es, nach einigen Wochen oder Monaten a-
bermals zu überprüfen, wie oft die Stationen benutzt werden. Dann wäre klar, ob sie nur als
Neuheit interessant waren, oder ob sie auch weiterhin interessant bleiben.
Insgesamt ergab die Fragebogenuntersuchung sehr positive Ergebnisse. Die Stationen werden
bereits jetzt und vermutlich auch in Zukunft im Unterricht vielfältig eingesetzt. Ihre Platzierung
stört nicht und die Schüler nutzen sie häufig.
Allerdings sind diese sehr positiven Antworten auch kritisch zu sehen: Es ist nicht auszuschließen,
dass die Lehrkräfte – bewusst oder nicht – die erwünschten Antworten gegeben
haben, nicht die realistischen.
72

5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik
5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik
Am Samstag, den 05.07.2008, fand der „Tag der Physik“ der Fakultät für Physik und Astronomie
statt, eine Art „Tag der offenen Tür“ für die Öffentlichkeit. Teil des Programms war
eine Experimentierstraße, bei der auch die für die Universität gefertigten Duplikate der Experimentierstationen
ausgestellt wurden.
Einige der Besucher, die die Stationen ausprobierten, wurden mit Hilfe eines leicht abgewandelten
Beobachtungsbogens beobachtet: Zusätzlich zu den auf den Schülerbeobachtungsbögen
notierten Punkten wurde protokolliert, ob es sich bei dem Besucher um einen Erwachsenen
oder ein Kind handelt.
Die Durchführung der Beobachtung gestaltete sich recht schwierig, da viele der Besucher
Fragen zu den Stationen und Gesprächsbedarf hatten. Ein Gespräch zu führen und gleichzeitig
genau zu beobachten ist jedoch nicht möglich. Da die Gespräche über die Stationen jedoch
auch sehr wichtig sind, gerade wenn es darum geht, den Nachbau an anderen Schulen zu bewerben,
wurde die Beobachtung häufig unterbrochen. Es liegen damit wesentlich weniger
Beobachtungsbögen vor, als Besucher an den einzelnen Stationen waren. Auch musste eine
Beschränkung auf wenige Stationen stattfinden, da diese zum Einen zu weit von einander
entfernt standen, um alle gleichzeitig genau sehen zu können, zum Anderen aber auch zu viele
waren, um für alle eine sinnvolle Anzahl an Beobachtungen durchzuführen.
Ergebnisse der Beobachtung und Vergleich mit der in der Schule durchgeführten Evaluation
Insgesamt wurden 21 Beobachtungsbögen ausgewertet, die zu fünf verschiedenen Experimentierstationen
ausgefüllt wurden. Anders als bei der Evaluation in der Schule waren beim Tag
der Physik auch Erwachsene anwesend. In Abb. 31 wird erkenntlich, dass etwas mehr als die
Hälfte der beobachteten Personen Erwachsene waren.
73

5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik
Alter der Besucher
60,0
54,6
50,0
45,4
Prozent %
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Kind
Erwachsener
Abb. 31: Alter der Besucher
Im Folgenden werden nur die Beobachtungspunkte genannt, bei denen sich die Ergebnisse der
Besucherbeobachtung und der Schülerbeobachtung stark voneinander unterscheiden. Die Einzelergebnisse
der Besucherbeobachtung finden sich im Anhang unter 9.7 Einzelergebnisse der
Besucherbeobachtung beim Tag der Physik.
Besucher kommt allein
Prozent %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
16,9
ja
83,1
nein
Abb. 32: Besucher kommt allein
Von den Besuchern kamen etwa 17% alleine an die Experimentierstationen, das sind fast 10%
mehr als bei den Schülern (siehe Abb. 32). Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass einige
der erwachsenen Besucher alleine zum Tag der Physik gekommen waren und daher auch alleine
die Stationen ausprobierten. Aber auch einige Kinder kamen alleine an die Stationen –
vermutlich, weil sie die anderen Kinder nicht kannten und die Eltern nur von weitem zuschau-
74

5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik
ten. In der Schule stammten die Kinder jeweils aus einer Klasse und fanden sich dadurch
wahrscheinlich leichter in Gruppen zusammen.
Besucher liest
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
61,4
ja
38,6
nein
Abb. 33: Besucher liest
Die Texte wurden von den Besuchern häufiger gelesen als von den Schülern, im Vergleich zu
50% Lesenden in der Schule waren es beim Tag der Physik etwa 61%. Die Beobachtung, dass
vor allem die Erwachsenen häufig zuerst die Texte lasen, kann durch die ausgewerteten Beobachtungsbögen
nicht wiedergegeben werden, da diese Information bei der Auswertung verloren
geht.
Besucher experimentiert
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
50,6 49,4
ja
nein
Abb. 34: Besucher experimentiert
75

5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik
Besucher funktioniert zum Spielobjekt um
Prozent %
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
10,0
ja
90,0
nein
Abb. 35: Besucher funktioniert zum Spielobjekt um
Experimentiert haben die Besucher häufiger als die Schüler (siehe Abb. 34). Experimentierten
in der Schule etwa 40%, waren es in der Uni über 50% der Besucher. Dafür wurden die Stationen
seltener zum Spielobjekt umfunktioniert, nur 10% der Beobachteten spielten (siehe Abb.
35), während es in Reichenberg etwa 38% waren.
Die Unterscheidung zwischen den beiden Beobachtungspunkten ist jedoch schwierig. Bei
beiden werden nicht in der Anleitung erwähnte Handlungen an den Stationen durchgeführt –
ob dies aus dem Verstehen heraus geschieht oder spielerisch erfolgt, ist oft nicht ersichtlich.
Vielleicht wurde den Erwachsenen einfach öfter als den Kindern ein zielgerichtetes Experimentieren
unterstellt.
Ein weiterer Grund für das häufige Experimentieren könnte auch die Anordnung der Stationen
gewesen sein. Sie standen hier alle in einer Reihe nebeneinander, was dazu führte, dass
die Besucher die Experimente miteinander verknüpften. Besonders die beiden Stationen
„Licht mischen“ und „Farbschlucker“, die gemeinsam auf einem Tisch standen, wurden oft
voreinander geschoben, sodass das Licht der einen durch die Farbfilter der anderen Station
fiel (siehe Abb. 36).
76

5. Einsatz der Stationen beim Tag der Physik
Abb. 36: Kombination von Stationen
Insgesamt wurden die Stationen auch von den Besuchern des Tages der Physik gut angenommen.
Viele äußerten im Gespräch, dass ihnen die Stationen gut gefielen. Dies lässt sich
auch in den Einzelergebnissen nachvollziehen, da die meisten die Stationen begeistert oder
staunend verließen.
77

6. Zusammenfassung
6. Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wurden dreizehn physikalische Experimentierstationen für den
Einsatz in Grundschulen entwickelt, gebaut und erprobt. Der Einsatz solcher Stationen ist sehr
sinnvoll, wie anhand verschiedener Studien gezeigt werden konnte: Grundschüler sind
entwicklungspsychologisch betrachtet bereits in der Lage, physikalische Zusammenhänge in
Grundzügen zu verstehen. Allerdings nur, wenn die Zusammenhänge an realen Objekten untersucht
werden können und so anschaulich gemacht werden.
Auch aus diesem Grund gehören Schülerexperimente in den Sachunterricht der Grundschule,
darin sind sich Lehrplan und Sachunterrichtsdidaktiker einig. Doch die Realität im Unterricht
sieht anders aus, was nicht zuletzt daran liegt, dass zum Experimentieren mit Schülern viel
Aufwand bei der Vorbereitung betrieben werden muss, was Zeit kostet – Zeit, die im Schulalltag
oft nicht vorhanden ist.
Leider wurde in drei Untersuchungen gezeigt, dass eine der naheliegendsten Lösungen, nämlich
der Besuch eines außerschulischen Lernortes, in dem die Schüler experimentieren können,
nicht sehr effektiv ist. Da aus organisatorischen Gründen meist nicht die zum aktuellen
Unterricht passenden Experimente im außerschulischen Lernort durchgeführt werden können,
bleiben die Experimente unverbunden und können von den Schülern nicht mit dem Unterricht
in Verbindung gebracht werden. Effektive Lernvorgänge und längerfristige Interessenänderungen
bleiben aus, das Interesse wird nur sehr kurzfristig geweckt. Dies könnte nur durch
eine sinngebende Einbindung in den Unterricht verbessert werden. Hier zeigt sich der große
Vorteil der in der Schule installierten Experimentierstationen: Da sie ständig in der Schule
stehen, ist es jederzeit möglich, sie für den Unterricht zu nutzen – so können sie passend in
den Unterricht eingebaut werden.
Die Möglichkeit, sie in den Sachunterricht integrieren zu können, wurde als wichtigstes Kriterium
bei der Auswahl der Stationen herausgearbeitet. Eine noch engere Anbindung an die
Lehrplaninhalte wäre wünschenswert, ist jedoch nicht leicht realisierbar, denn auch weitere
Kriterien wie die einleuchtende Handhabung, verständliche Phänomene und die Sicherheit der
Schüler müssen berücksichtigt werden. Besonders problematisch bei der Auswahl war zudem,
dass die Stationen möglichst wartungsfrei sein müssen.
Zusätzlich zu den Stationen wurden Begleitmaterialien gefertigt, nämlich ein Lehrerhandbuch
und Schülerarbeitsblätter. Diese sollen helfen, die Einbindung in den Unterricht weiter zu
erleichtern.
78

6. Zusammenfassung
Die abschließende Kurzevaluation zeigte, dass fast alle Lehrkräften die Stationen nutzen wollen.
Auch die Schülerbeobachtung lieferte durchweg positive Ergebnisse: Die Schüler verstehen,
was sie an den Stationen machen können, kommunizieren über physikalische Sachverhalte
und experimentieren selbstständig.
Alle gewünschten Ziele konnten demnach erreicht werden. Interessant wäre allerdings eine
weitergehende Evaluation, die mit wissenschaftlich anerkannten Diagnoseinstrumenten über
einen längeren Zeitraum hinweg untersucht, ob und wenn ja in welcher Form der Unterrichtseinsatz
tatsächlich stattfindet, wie die Schüler die Stationen nach längerer Zeit nutzen
und ob sich die erwünschten langfristigen Interesseneffekte tatsächlich nachweisen lassen.
Die in Reichenberg durchgeführte Evaluation entspricht kaum den wissenschaftlichen Gütekriterien,
daher wäre eine Überprüfung der gewonnenen Erkenntnisse sinnvoll.
Nützlich wären auch weitere Stationen zu anderen Themen aus dem Sachunterricht der
Grundschule, sodass nicht nur zwei Themengebiete abgedeckt werden können. Allerdings
müsste dann über alternative Platzierungsmöglichkeiten nachgedacht werden – allzu viele
Stationen können nicht im Schulflur untergebracht werden.
Insgesamt lässt sich sagen, dass die Experimentierstationen eine für Schüler und Lehrer
attraktive Ergänzung für den Sachunterricht sein können. Der Nachbau an anderen Schulen ist
empfehlenswert, es haben sich bereits jetzt Interessenten gemeldet.
79

7. Literaturverzeichnis
7. Literaturverzeichnis
Bücher und Artikel:
- AKADEMIE FÜR LEHRERFORTBILDUNG UND PERSONALFÜHRUNG
DILLINGEN: Naturwissenschaften in der Grundschule. Schwerpunkte Physik und
Chemie. Dillingen: Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung 2005.
- BAYERISCHES STAATSMINISTERIUM FÜR UNTERRICHT UND KUL-
TUS: Lehrplan für die Grundschule in Bayern. München: Verlag J. Maiß 2000.
- BEGHI, L.; XAUSA, E.; ZANFORLIN, M.: Analytic determination of the depth effect
in stereokinetic phaenomena without a rigidity assumption. In: Biological Cybernetics
65 (1991), S. 425-432.
- BRÖLL, Leena; FRIEDRICH, Jens; OETKEN, Marco: Das Schülerlabor NAWIlino
als Fortbildungsstätte für Grundschullehrer. In: Höttecke, Dietmar: GDCP 2007.
Kompetenzen, Kompetenzmodelle, Kompetenzentwicklung. Berlin: LIT 2008, S.
260ff.
- CHRISTMANN, U./GROEBEN, N.: Anforderungen und Einflussfaktoren bei Sachund
Informationstexten. In: Groeben, N./Hurrelmann, B. (Hrsg.): Lesekompetenz. Bedingungen,
Dimensionen, Funktionen. Weinheim, München: Juventa-Verlag, 2. Aufl.
2006, S. 150ff.
- DEGER; GLEIXNER; PIPPIG; WORG: Galileo 9. Das anschauliche Physikbuch.
München: Oldenbourg 2000, S. 144ff.
- FEUERLEIN, Rainer; NÄPFEL, Helmut; SCHÄFLEIN, Horst: bsv Physik 2. München:
Bayerischer Schulbuch Verlag 1993, S. 72ff.
- FIESSER, Lutz: Anstiften zum Denken – die Phänomenta. Bericht über ein Forschungsprojekt.
Flensburg: Pädagogische Hochschule, Institut für Physik und ihre Didaktik,
1990.
80

7. Literaturverzeichnis
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1998.
- FIESSER, Lutz: Raum für Zeit. Quellentexte zur Pädagogik der interaktiven Science-
Zentren. Flensburg: Laborakademie c/o Phänomenta 2000.
- GESELLSCHAFT FÜR DIDAKTIK DES SACHUNTERRICHTS (GDSU): Perspektivrahmen
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- GUDERIAN, Pascal: Wirksamkeitsanalyse außerschulischer Lernorte. Der Einfluss
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Berlin: Humboldt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I,
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- GUDERIAN, Pascal; PRIEMER, Burkhard: Schülerlabore, was soll das alles?. In:
Höttecke, Dietmar: GDCP 2007. Kompetenzen, Kompetenzmodelle, Kompetenzentwicklung.
Berlin: LIT 2008, S. 251ff.
- GUDERIAN, Pascal; PRIEMER, Burkhard; SCHÖN, Lutz-Helmut: Der Einfluss
mehrfacher Besuche eines außerschulischen Lernorts auf die Entwicklung des aktuellen
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Dietmar: GDCP 2006. Naturwissenschaftlicher Unterricht im internationalen Vergleich.
Berlin: LIT 2007, S. 215ff.
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psychologische Grundlagen. In: Noschka-Roos, Annette: Besucherforschung in Museen.
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Heft 1, S. 48ff.
81

7. Literaturverzeichnis
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– Band 1. Einfache Versuche zum Verständnis physikalischer und chemischer Zusammenhänge.
Köln: Aulis-Verlag 2007.
- KAHLERT, Joachim; DEMUTH, Reinhard: Wir experimentieren in der Grundschule
– Band 2. Einfache Versuche zum Verständnis physikalischer und chemischer Zusammenhänge.
Köln: Aulis-Verlag 2007.
- KLAES, Esther: Stand der Forschung zum Lehren und Lernen an außerschulischen
Lernorten. In: Höttecke, Dietmar: GDCP 2007. Kompetenzen, Kompetenzmodelle,
Kompetenzentwicklung. Berlin: LIT 2008, S. 263ff.
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Roderer, 2. Aufl. 1998.
- LÜCK, Gisela: Naturwissenschaften im frühen Kindesalter. Untersuchungen zur Primärbegegnung
von Kindern im Vorschulalter mit Phänomenen der unbelebten Natur.
Münster: LIT 2000.
- MEIER, Richard (Hrsg.): Mobile 3. Heimat und Sachunterricht. Braunschweig: Westermann
2002.
- MIERICKE, Jürgen: Physik ist überall. Die kleine Physik-Show „Versuch der Woche
findet großes Interesse. In: Physik und Didaktik in Schule und Hochschule, Phy-
Did 1/3 (2004), S. 28-29.
82

7. Literaturverzeichnis
- MÖLLER, Kornelia: Handeln, Denken und Verstehen. Untersuchungen zum naturwissenschaftlich-technischen
Sachunterricht in der Grundschule. Essen: Westarp Wissenschaften
1990.
- NOSCHKA-ROOS, Annette: Texte im technischen Museum. Textformulierung und
Gestaltung, Verständlichkeit, Testmöglichkeiten. Berlin: Institut für Museumsforschung
1988.
- PORST, Rolf: Fragebogen. Ein Arbeitsbuch. Wiesbaden: VS Verlag für Sozialwissenschaften
2008.
- SCHULLER, Günther: Kurzdarstellung für das Rudolf-Alexander-Haus Würzburg.
Würzburg: o.V. 2008.
- SWELLER, John; VAN MERRIENBOER, Jeroen; PAAS, Fred: Cognitive Architecture
an Instructional Design. In: Educational Psychology Review, Vol. 3, Nr. 3
(1998), S. 258ff.
- TIPLER, Paul Allen: Physik. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 1. Auflage
1994.
- TIPLER, Paul Allen: Physik. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 1. Auflage
2004.
- WASMANN-FRAHM, Astrid: Plädoyer für schulinterne Schülerlabore. In: MNU
2008 (Jahrgang 61), Heft 1, S. 44ff.
Internet:
- Informationen zu Grundlagen der Optik und Akustik:
http://leifi.physik.uni-muenchen.de (Aktualisierungsdatum: 30.07.2008)
- Übersicht über Schülervorstellungen:
http://www.physik.unikassel.de/did1/Schuelervorstellungen/Schuelervorstellungen_SU.pdf
83

7. Literaturverzeichnis
(Aktualisierungsdatum: 30.07.2008)
- Geschwindigkeit von Schall in Holz:
http://de.wikipedia.org/wiki/Holz (Aktualisierungsdatum: 01.08.2008)
Abbildungen:
- Abb. 1: Guderian 2006, S. 136
- Abb. 4: Fotografie von Dr. Thomas Wilhelm
- Abb. 5: Fotografie von Dr. Thomas Wilhelm
- Abb. 6: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 7: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 8: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 9: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 10: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 11: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 12: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 13: Fotografie von Dr. Thomas Wilhelm
- Abb. 14: Fotografie von Dr. Thomas Wilhelm
- Abb. 15: Fotografie von Dr. Thomas Wilhelm
- Abb. 16: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 17: Fotografie von Saskia Wüst
- Abb. 36: Fotografie von Kathrin Löffler
Tabellen:
- Tabelle 1: http://de.wikipedia.org/wiki/Tonleiter (Aktualisierungsdatum: 01.08.2008)
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8. Erklärung nach §30 Abs. 6 LPO I
8. Erklärung nach §30 Abs. 6 LPO I
Hiermit erkläre ich, dass ich die schriftliche Hausarbeit selbstständig verfasst und keine anderen
Hilfsmittel als die angegebenen benutzt habe.
Die Stellen der Arbeit, die anderen Werken dem Wortlaut oder Sinn nach entnommen sind,
wurden von mit unter Angabe der Quelle kenntlich gemacht.
Dies gilt ebenso für Zeichnungen, Kartenskizzen und bildliche Darstellungen.
Würzburg, den
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